两种不同化成工艺对锂离子电池性能的影响

采用磷酸铁锂-石墨作为正负极材料,分析两种不同化成工艺对锂离子电池性能的影响。主要从负极极片SEM图,极片电阻率及其内阻大小,电池循环性能及高温搁置性能等方面比较了两种不同化成工艺对电池相关性能的影响。结果显示,适当减小化成时间,有利于负极表面SEI膜的形成,并且形成的负极极片表面光滑,制备的电池具有更好的循环性能和高温搁置性能。     

激光蚀刻负极片对锂离子电池性能的影响

厚电极技术可以有效提升锂离子电池中正极及负极活性物质的占比，降低隔膜及集流体非活性物质的占比，进而有效提升锂离子电池的能量密度。但锂离子电池电极厚度的增加会导致电荷(电子及离子)传输距离及阻抗增加、负极片动力学恶化，进而严重影响锂离子电池循环寿命。通过激光蚀刻后的负极片，可以增加极片表面的孔隙，并增加石墨颗粒表面的锂离子脱嵌通道，有效改善负极片的动力学性能。与辊压后的负极片形成的锂离子电池相比，激光蚀刻负极片形成的锂离子电池在常温下的循环寿命提升了87%,在45℃下的循环寿命提升了37%。     

黏结剂对锂离子电池负极膨胀的影响

以LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2软包锂离子电池为平台,研究不同黏结剂丁苯橡胶(SBR)及含量对负极膨胀、循环寿命的影响。不同处理对SBR机械性能、负极极片膨胀率以及循环性能有重要影响,经羟基化处理的SBR弹性模量和机械强度均增大;负极膨胀率降低,循环100次后满电态膨胀率由30.5%(未经处理SBR)降至24.0%,卷芯变形量变小,使得电池的循环寿命得到提升。SBR含量减少,极片辊压时所受压力越小,负极极片前期的物理搁置、循环前电化学膨胀率均降低(满电态膨胀率由21.0%降至17.5%),但循环100次的满电态膨胀率不变。     

负极石墨/硬碳电极对循环性能的影响

锂离子电池的循环稳定性是判断其性能好坏的重要指标之一。通过在负极石墨中引入硬碳,并调控硬碳在石墨负极中的质量分数(分别为5%、10%、15%、20%及25%),研究不同硬碳含量对单体循环性能的影响。结果表明,随着硬碳质量分数的增加,电池的内阻呈现下降趋势,常温5 C连续不间断充放电2 000次后,5%～20%硬碳质量分数的电池容量几乎没有衰减。低温-20℃循环结果显示,随着硬碳含量的增加,低温循环逐步改善。同时,高温搁置性能显示,含15%～25%质量分数硬碳的电池具有较好的高温自放电电压保持率和较小的内阻变化率。综合分析后,得出在负极石墨中添加20%质量分数的硬碳不仅可以兼顾常温和低温循环性能,还在高温搁置上具有较好的性能。     

LiMn_2O_4/Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池的制备及电化学性能的研究

采用商品化的LiMn2O4和Li4Ti5O12作为正负极材料制作锰酸锂-钛酸锂锂离子电池,研究了不同正负极容量配比对锰酸锂/钛酸锂锂离子电池的循环性能、自放电性能、高温搁置性能以及正负极活性物质的克容量发挥的影响,并利用扫描电子显微镜法(SEM)和能量散射光谱(EDS)表征循环900周后电池负极极片的形貌和成分。研究结果表明:正负极容量配比大的电池各方面性能要优于正负极容量配比小的电池。     

2-氯苯甲醚对锂离子电池防过充性能的影响

采用循环伏安扫描、充放电循环、过充测试等手段,研究了2-氯苯甲醚作为锂离子电池电解液添加剂,对电池的防过充性能及常温循环寿命、高温循环性能的影响.研究发现,2-氯苯甲醚的氧化峰电位为4.67 V(vs.Li/Li~+),在磷酸铁锂电池中与石墨负极具有较好的相容性.0.5 C/5 h、1 C/3 h过充时不漏液、不起火、不爆炸;作为添加剂使用时电池1 C倍率常温循环338次容量保持率为81.4%:60℃高温1 C倍率循环200次容量保持率为79.9%.     

碳酸亚乙烯酯对锂离子电池性能的影响

以方型铝壳13 Ah动力锂离子电池作为研究对象,考察了不同碳酸亚乙烯酯(VC)质量分数的电解液对电池性能的影响。通过分析电池化成、分容数据、高温存储性能,以及电池常温和高温55℃循环寿命的数据,发现当电解液中含有质量分数3%的VC时,电池具有较低内阻,较高容量保持率、较好的常温循环性能和高温循环性能。     

三元电池和钛酸锂电池性能失效研究

锂离子电池寿命和安全已引起广泛关注。以25 Ah三元锂离子电池(NCM/C)和4.5 Ah钛酸锂电池(NCM/LTO)为样品,对比分析了这两种正极相似负极不同的电池在高温和低温工况下电池全寿命周期内性能衰退规律。拆解了新电池和循环后的电池,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对电池负极的形貌和界面进行对比;利用气相色谱(GC)分析了电池产气的组分和含量;采用C80微量量热仪对电池负极热学性能进行研究。结果表明,锂离子电池负极界面发生电解液分解的产气副反应是导致电池寿命快速衰退的重要原因;负极表面发生析锂是电池安全性能降低的主要因素。     

负极陶瓷涂层对锂离子电池性能的影响

考察了陶瓷涂层对锂离子电池性能的影响,对比了负极陶瓷和非陶瓷涂层的锂离子电池在充放电性能、循环性能、荷电保持能力和安全性能等方面的差异。通过扫描电镜(SEM)观察循环前后陶瓷和非陶瓷涂层负极片的表面形貌,结果表明,负极陶瓷涂层对锂离子电池的充放电性能并无影响,但可以明显提高锂离子电池的循环性能、荷电保持性能和安全性能。     

LiFePO_4/C体系锂离子电池高温性能研究

以不同负极材料为研究对象,对Li Fe PO4/C体系动力锂离子电池的高温储存及高温循环性能展开研究,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析方法对高温储存前、后负极片的物相组成和微观形貌等进行了对比研究。研究结果表明,负极材料的物理特性变化是影响电池高温储存及高温循环性能的主要因素。     

不同正极材料的锂离子电池容量特性分析

容量作为表征锂离子电池剩余寿命的重要参数,是目前国内外学者研究的重要内容之一。为了更全面地分析锂离子电池容量特性,选取了两种不同正极材料的锂离子电池作为研究对象并进行容量特性的相关实验,探究了正极材料、放电倍率、电池温升、环境温度和循环次数等五个参数对电池放电容量的影响,进一步分析了引起锂离子电池容量衰减的内部机理。实验结果表明,相比于磷酸铁锂电池,镍钴锰三元锂离子电池对温度和放电倍率更敏感。     

中间相炭微球-LiCoO2锂离子蓄电池性能研究

通过对AA型中间相炭微球(MCMB)- LiCoO2锂离子蓄电池及以MCMB为负极、LiCoO2为正极、金属锂为参比电极的AA型三电极锂离子蓄电池的性能测试及正负极对锂参比电极的电位测试,并结合双电极模拟电池的交流阻抗实验,研究了MCMB- LiCoO2锂离子蓄电池的性能及其容量衰减的原因。结果表明:在室温条件下,电池的1 C放电容量达600 mAh,并具有较好的循环性能和倍率特性。电池的倍率特性和容量衰减主要受正极控制。     

放电倍率对锂离子蓄电池循环性能的影响

通过对常温不同放电倍率的18650型锂离子蓄电池循环性能的测试表明,2C高倍率循环的锂离子蓄电池,300次容量衰减率为18.8%,而1C和0.5C放电倍率循环的电池容量衰减率分别为14.2%和10.5%。高倍率循环的Li-CoO2/石墨系锂离子蓄电池容量衰减严重。X射线衍射法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)、扫描电子显微镜法(SEM)分析表明,循环后的正极材料结构有明显的改变,负极表面膜增厚,导致Li 数量的减少及扩散通道阻塞,是引起锂离子蓄电池容量衰减的基本原因。     

环境温度对锂离子电池放电性能的影响

动力型锂离子电池的特性与环境温度紧密相关。开展不同环境温度下电池的放电性能试验，研究不同环境温度对电池的容量和能量、放电平台以及对应续驶里程的影响规律。结果表明，动力型锂离子电池的放电容量和能量以及放电平台在低温环境下迅速降低；室温下放电容量和能量与工况速率（放电倍率）的大小成反比，而低温下二者成正比；对比不同工况温升曲线发现，较低温度环境下大电流促使温升速率加快，对低温放电容量产生了积极效应。     

钛铌氧族化合物钠离子电池负极材料研究进展

钠离子电池与锂离子电池的储能机理十分相似。由于钠离子电池具有成本低和钠资源丰富等优势,引起了人们的广泛关注,随着研究的进一步深入,有望在未来取代锂离子电池被广泛应用。为获得高性能钠离子电池,研究和开发比容量高、倍率性能好和循环性能优异的储钠电极材料势在必行。作为嵌入型负极材料的钛铌氧族化合物（TNO,包括TiNb₂O₇和Ti₂Nb₂O₉等）具有良好的钠储存能力,近年来得到了研究人员的关注并取得了一定进展。综述了TNO作为钠离子电池负极材料最新研究进展,简述了TNO材料的研究历史,分析了材料结构,介绍了TNO在钠离子电池方面取得的成果,探讨了研究过程中该材料存在的问题及改良方法,促进钠离子电池负极材料的开发。     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究

报道了以超低温膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及氮气吸脱附测试(BET)对其物相、表面形貌及结构进行表征;利用恒电流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明:超低温膨胀石墨呈现出蜂窝状多孔结构,比表面积为54 m~2/g。该材料表现出较好的脱/嵌锂容量和良好的循环性能,在100 m A/g的电流密度下,首次可逆比容量达到410 m Ah/g;循环220次后,比容量仍能维持在400 m Ah/g,容量保持率高于95%,是一种具有很好应用前景的储锂负极材料。     

硬碳材料在功率型锂离子电池中的应用

碳材料作为电化学嵌锂宿主材料一直是锂离子电池负极材料研究的重点。硬碳材料具备循环性能和倍率性能较好、成本低等特点,使其在动力型锂离子电池方面受到人们的关注。选用了硬碳材料作为负极材料,正极材料采用氧化镍钴锂(NCA)体系,探讨了材料体系、电极配方设计、电极制备工艺、隔膜对电池设计的影响。制备15 Ah功率型锂离子电池,对电池进行了大倍率快充、快放性能、循环性能及安全性能的相关测试。     

Li4Ti5O12的合成及其性能研究

用固相法制备了尖晶石Li4Ti5O12,用X射线衍射(XRD)对样品进行了表征.采用恒电流充放电、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗频谱(EIS)技术对Li4Ti5O12体系进行电化学性能测试.首次放电比容量达到163.1 mAh/g,库仑效率达97.5%.经过60次充放电循环之后,容量衰减仅为4.4%.结果表明,Li4Ti5O12是一种循环性能优良的锂离子蓄电池负极材料,可改善锂离子蓄电池的安全和循环性能.     

低温型锂离子电池性能研究

着重对影响锂离子电池低温性能的相关因素进行了试验对比分析.结果表明:影响低温下锂离子电池性能的因素很多,如电解液、导电剂比例、活性物质颗粒度、电极涂覆量等.通过分析,总结出相关因素对制备低温型锂离子电池的影响.