静电纺丝法制备空心钛酸锂材料

为进一步提升钛酸锂材料的性能, 本文在传统静电纺丝技术的基础上, 将纺丝喷头改进成内外嵌套的同轴喷头, 以两种溶液的形式进行同轴共纺, 得到了具有空心结构的钛酸锂纤维丝.将其与传统静电纺丝法制备的实心结构钛酸锂纤维丝进行对比, 结果表明: 空心钛酸锂材料粒度均一、无团聚现象, 材料具有明显的空心结构, 结晶性能良好, 比表面积是实心结构的1.3倍.形貌结构的改善极大地提高了空心钛酸锂材料的电化学性能, 表现为小倍率下二者的放电比容量接近理论比容量, 但在20C倍率下空心结构的钛酸锂材料优于实心钛酸锂, 仍可达到130 mA·h·g-1, 循环200周后容量保持率仍达98%, 具有良好的稳定性; 循环伏安和交流阻抗曲线也表明: 空心结构使得钛酸锂材料的极化程度减少, 电化学反应阻抗降低, 更有利于电化学反应的进行.      

钛酸锂电池胀气程度与循环性能的关系研究

尖晶石型钛酸锂电池以其优良的倍率性能和循环性能受到广泛应用,但是其胀气问题严重制约着电池的发展,尤其在高温下胀气更加严重。为解决该问题,选取3种商用的钛酸锂软包电池为实验对象,在高温条件下进行充放电循环,并用自行设计的电池胀气体积测试装置测试电池的胀气体积,结果表明当电池容量保持率为80%时,1号和2号电池循环至1 500次、而3号电池循环至1 000次,且对应的电池胀气率分别为43.05%、13.46%、46.55%。在整个充放电循环过程中,对电池胀气率散点进行拟合,1号和2号电池的胀气率均呈线性增长,且1号电池增长速率大于2号电池,而3号电池胀气率呈二次函数增长。通过对电池的容量衰减率和胀气率的分析,发现电池的容量衰减率随着胀气率的增大而增大。交流阻抗测试对循环前后的钛酸锂电池测试分析表明,电池的胀气率越高,则电池的欧姆阻抗越大,2者呈线性规律;而只有当电池胀气率达到一定程度时电池的电化学阻抗才会有较大变化;胀气率对扩散阻抗的影响存在一个上限。