高电压钴酸锂/硬碳电池的化成

以高层间距、各向异性的硬碳材料匹配高电压、高容量的钴酸锂材料，制备锂离子电池。针对硬碳材料比表面活性大、界面不稳定的问题，研究高电压钴酸锂/硬碳电池化成工艺，考察化成电流对电池首次库仑效率、dQ/dU、容量、倍率性能、贮存性能和循环性能的影响。电池以0.10 C或1.00 C充电至4.2 V循环3次进行化成后，首次库仑效率分别约为62%、69%,4.4 V下的容量分别为900 mAh、950 mAh,比能量分别为94 W·h/kg、99 W·h/kg, 60.00 C放电比能量分别为81.10 W·h/kg、84.83 W·h/kg,以10.00 C充电、20.00 C放电在4.4～2.5 V循环600次，容量保持率分别为80.03%、75.47%。     

富锂锰基锂正极材料和动力电池的性能研究

以全浓度梯度核壳(Full Concentration Gradient Core-Shell,简称FCGC-S)富锂锰基材料为正极材料,以中间相碳微球为负极材料,采用叠片工艺制备了高电压17Ah的富锂锰基锂离子电池。从材料合成工艺、性能优化和电池设计及集成关键技术几方面,评价电池的充放电倍率性能、高低温性能、循环寿命性能等。通过优异的全浓度梯度核壳富锂锰基材料正极材料、容量匹配和负极匹配技术、电解液和添加剂的兼容性优化等集成,制作了高电压富锂锰锂离子电池。实验结果表明,电池样品的能量密度处于220Wh/kg;室温1C倍率放电容量为额定容量的97.90%,10s放电的比功率为240W/kg;低温(-20℃)1C放电容量为额定容量的90.09%;高温(55℃)1C放电容量为额定容量的93%;在室温下储存28天,荷电保持能力为97.12%,恢复容量为额定容量的97.79%;在高温(55℃)下储存7天,然后在室温下以1C电流放电荷电容量为额定容量的95.53%,恢复容量为额定容量的95.72%;标准寿命循环500次时放电容量为额定容量的95.09%。安全性能测试符合GB/T 31485-2015标准要求。     

三元LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2铝壳锂离子动力电池的性能研究

选用三元材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2为正极材料,中间相炭微球为负极材料,制备了额定容量为10 Ah的铝壳锂离子动力电池,并对电池的电性能和安全性能进行了相关测试。电性能包括充放电性能、倍率性能、循环性能和自放电,实验结果表明,电池表现出了良好的倍率性能,1 C、2 C的放电容量分别为0.5 C放电容量的97.49%、93.70%;在2.7~4.2V电压范围内,电池1 C循环400次后容量保持率为101.77%;电池满电常温搁置28天后容量保持率为97.06%。针刺、短路、过充电和自有跌落测试结果表明电池具有良好的安全性能。     

低温倍率方形铝壳磷酸铁锂电池制备及性能

通过正负极材料及电解液隔膜的选型优化，采用分散剂改善正极匀浆工艺，并对生产工艺进行优化改善，制备出一种兼具低温和倍率性能的长寿命方形铝壳磷酸铁锂电池，该电池-40℃下10 C放电时，容量保持率大于97%，平台电压大于2.4 V，下拉电压大于1.5 V，满足低温启动要求；-20℃下0.5 C恒流充电时，容量保持率大于86%；常温25℃下15 C放电时，容量保持率大于97%，常温倍率性能良好；常温1 C循环588次的容量保持率大于96%；电池易于PACK成组，生产成本低，适合工业化生产。     

提高MH/Ni电池大电流充放电性能

探讨了影响MH/Ni电池 1C充放电性能的若干因素 ,采用以下工艺 :(1)正极中添加 7%CoO粉 ;(2 )MH电极进行特殊的表面处理 ;(3 )正、负极容量匹配比在 1∶1.4～ 1∶1.5之间 ;(4 )采用循序渐进式的封口化成工艺 ;能有效提高电池的大电流充放电性能。通过试验 ,AA型电池 1C放电至 1.2V的容量占放电至 1.0V的容量的 80 %以上 ,1C全充放循环 10 0次电池容降小于 3 % ,放电电压在 1.2V以上的容量仍占 60 %以上     

超低温锂离子电池的研制

研制了兼具低温放电、高功率输出及高比能量等特点的额定容量为5 Ah的软包装锂离子电池。电池的比能量达183.5 Wh/kg,在-40℃的低温下,以5 C(25 A)在2.2~4.2 V放电,可放出额定容量的86.9%。常温20 C放电能放出额定容量的94.3%,平均比功率达3 027 W/kg。在80 C高功率脉冲放电2 s的实验中,2 s内平均比功率达9 164 W/kg。以1 C在2.75~4.20 V循环1 000次,容量保持率为88.3%。     

锂离子电池电解液的研究

对使用不同电解液的电池的初始充放电效率、内阻、循环性能、电压平台、低温性能等进行了测试分析.实验表明:电解液[1 mol/L LiP6/EC DMC EMC(体积比1:1:1) 添加剂(国产)]表现出优异的循环性能,第300次循环时,容量保持率达到90%,3.6 V电压平台率为77.1%;韩国生产的电解液表现出优异的低温性能,在-20℃下的1 C放电容量是常温1 C放电容量的77%,在-30℃下的0.5 C放电容量是常温0.5 C容量的63%.     

添加石墨烯的磷酸铁锂锂离子电池的性能

向磷酸铁锂(Li Fe PO4)正极材料中添加石墨烯,研究石墨烯添加量对Li Fe PO4正极锂离子电池性能的影响。石墨烯添加量为20%时,电池的低温性能最佳:与常规电池相比,正极活性物质的0.50 C比容量(2.50~3.65 V)从111.07 m Ah/g提高到135.83 m Ah/g;内阻从20.37 mΩ减小到8.26 mΩ;3.00 C倍率放电平台为3.09 V,提高了0.15 V;低温-20℃可放出额定容量的74.20%。添加石墨烯的电池的不可逆容量较高,会降低电池的首次充放电效率和循环性能,其中添加20%石墨烯时,0.10 C首次充放电效率为92.29%;0.20 C循环50次的容量保持率仅为65%。     

碳纳米管用于磷酸铁锂正极动力锂离子电池

分别以磷酸铁锂(LiFePO_4)和人造石墨为正、负极活性材料,碳纳米管(CNT)为正极导电剂,制备5.0 Ah 32650型动力锂离子电池。考察CNT添加量对电池性能的影响。CNT添加量为2%的电池,综合性能最佳:内阻为5.8 mΩ;常温下在2.00~3.65 V充放电,1.0 C放电比容量为129.04 mAh/g,5.0 C充电恒流比为86.87%、放电中值电压为3.023 V,3.0 C循环200次的平均容量保持率为94.39%;在60℃下老化10 d后,容量保持率为92.98%,容量恢复率为95.83%。     

导电剂分布状态对锂离子电池性能的影响

通过添加表面活性剂KD-1,制备了均匀分布有Super-P炭黑/气相生长碳纤维(VGCF-H)复合导电剂的电极。导电剂的均匀分布可提高锂离子电池的循环性能和倍率性能。正极活性物质为尖晶石LiMn2O4的电池,以1.0C在3.30～4.35 V循环100次的容量保持率为94.5%;以0.2C充电、不同电流放电循环,第4次循环的2.0C放电比容量为0.2C时的70.3%。     

采用Li4Ti5O12为负极的软包锂离子电池研究

以扣式电池评估了碳包覆钛酸锂的比容量。采用磷酸铁锂为正极,碳包覆钛酸锂(Li4Ti5O12)粉末作为负极活性材料制作锂离子软包电池,并对电池进行测试。该电池2C放电容量能够达到0.5C放电容量的81.6%。1C2000次循环后,容量保持率在90%以上,展现了优异的循环性能。电池以3C倍率过充到15V,没有漏液、爆炸和起火,经过针刺测试后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

Al_2O_3包覆LiCoO_2对4.35V锂离子电池性能的影响

用固相法对钴酸锂(LiCoO2)正极材料进行纳米三氧化二铝(Al2O3)表面包覆,在充电终止电压为4.35 V时分析制备的495060AR型锂离子电池的性能。在放电截止电压为3.00 V时,以0.5 C放电,包覆、未包覆LiCoO2的比容量分别为167.6 mAh/g、170.9 mAh/g,平均电压分别为3.763 V、3.776 V;常温下1.0 C循环200次,包覆、未包覆LiCoO2的容量保持率分别为94.46%、96.40%。在55℃、48 h储存测试中,包覆LiCoO2制备的电池表现出更好的环境适应性;包覆LiCoO2制备的电池在高温45℃下以0.5 C循环200次,容量保持率为93.50%。对电池进行过充、热冲击测试,均未起火、爆炸。     

高性能18650型锂离子电池倍率和低温电化学性能的评估及研究

本文采用高镍三元层状LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn(0.3)O_2材料作为正极材料、中间相炭微球作为负极材料制备了18650型锂离子成品电池。电化学性能表明,该锂离子电池具有优异的高倍率特性和低温循环性能。常温测试环境中,电池在3C大电流充放电及2.0-4.2 V工作电位条件下(1C=1553.8mA/g),1000次循环后实际容量保持在80%以上。尤其是低温-20℃测试温度下,采用0.33C充电和1C放电,电池循环100周后的容量保持率高达99.8%,表现出优异的低温循环稳定性能。     

无人机用聚合物锂离子电池的研制

研制比能量为217.4 Wh/kg的高电压C/LiCoO_2锂离子电池,测试电池在25℃、以6.00 C倍率从4.35 V放电至3.00V的性能,优选正极面密度为2.66 mg/cm~2的电池。该电池在-32℃下的放电容量达到额定容量的83.4%;以1.00 C充电至4.35 V,4.00 C放电至3.00 V循环300次,容量保持率为91.3%;在75℃下储存2 d的压降值为0.146 V,内阻升高0.5 mΩ,且没有胀气现象出现,容量恢复率为87.7%。     

电动工具用锂离子电池的开发和性能研究

研制出应用于电动工具的高功率26650型锂离子电池.正极采用镍、钴、锰三元材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2,负极采用中间相碳微球.研究了实现高功率放电的电池结构和电极工艺.特别研究了电池的功率特性、温度特性及安全性能.试验表明,高功率26650型电池10 C率的高功率放电比功率达1 000 W/kg,比能量达100 Wh/kg,1 C(3 A)循环400周期容量保持率85%以上,1 C/25℃放电容量达常温的70%以上.通过了过充、短路等滥用试验,不起火、不爆炸.     

AA型MCMB/LiCoO2锂离子电池的性能

通过合理的电池结构设计和优化的装配工艺，组装了AA型MCMB／LiCoO2锂离子电池，并对其性能进行了考察。在室温条件下，电池的1C放电容量达600mAh，比能量达123Wh／kg和320Wh／L，并具有较高的放电电压。循环400次时，其容量仍为初始容量的86％，并具有较好的倍率特性。电池在150℃荷电放置的条件下，不起火爆炸。     

LiFePO4/C正极材料的制备及性能研究

采用高温固相法合成LiFePO4/C正极材料,并对其物理特性和电化学性能进行了分析。研究结果表明,该材料具有较高的振实密度、均匀的粒度分布、较小的比表面积,且具有单一的橄榄石结构,没有其它杂相。实验电池测试表明,材料具有较高的放电比容量及平稳的放电平台,0.2C充放电时,放电比容量达到152.5mAh/g。为了进一步评估该材料的循环性能,制造了以该材料为正极活性物质的2.2Ah标准软包装锂离子电池。电池经3000次充放电循环,其放电容量仍有1 919mAh,放电容量保持率为84.5%,结果表明材料的循环稳定性能优良。     

NCA材料在大容量高比能量锂离子电池上的应用

为满足动力电源系统在电池大容量、高比能量方面的需求,开发了大容量高比能量锂离子单体电池,通过材料选型、配方优化、电极加工工艺改进以及电池减重设计等方面的研究,制备了容量200 Ah,质量比能量达到220 Wh/kg的单体电池,该电池在常温循环性能、低温放电性能等方面均表现优异,并通过了过充电、过放电、短路等安全性能测试,显示了良好的安全性能。     

电压区间对LiFePO4/C电池循环性能衰减的影响

通过加速量热(ARC)、直流内阻(DCIR)测试及容量增量分析(ICA),研究IFR 32131型磷酸铁锂(LiFePO4)/C电池以1.00 C在2.00~3.65 V充放电时的热特性。电池在充电和放电末期,均出现温度快速上升的过程,且放电发热量较充电高出1 801.6 J;充放电的热功率拐点都出现在LiFePO4的准二元相变电压区间外,表明末期的快速温升为电池极化导致,且放电极化大于充电;放电DCIR比充电高。对比高区间(20%~100%)、中区间(10%~90%)和低区间(0~80%)等3种电压区间内电池80%放电深度(DOD)的循环性能,中区间电池的循环性能最好。     

Ni添加剂对MH-Ni蓄电池负极性能的影响

采用开口电池方式研究了三种不同粒度及用量的Ni粉添加剂对贮氢负极合金利用率、放电比容量、放电电压和循环寿命的影响。结果表明:5%(质量分数)的Ni粉添加量有最好的放电综合性能,特别是循环稳定性;增加Ni粉添加量显著提高了负极的合金利用率和放电中值电压,5%Ni添加量时0.2C放电合金利用率提高了8%～14%,1C放电合金利用率也提高了10%～12.5%,放电中值电压从1.19V提高到1.22V;Ni粉粒度减小负极利用率分别提高了8.1%、11.7%和13.8%,质量比容量提高了2.1%、9.1%和13.9%,但增大了容量衰减率,并且对放电电压影响不大。