中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：摘要：本文重點(diǎn)研究了鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的實(shí)際應(yīng)用。考察了磷酸鐵鋰電池的常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、不同倍率的放電性能、儲(chǔ)存性能及安全性能。電池經(jīng)過(guò)300次循環(huán)后，常溫和高溫循環(huán)的容量保持率分別為94.63%和91.81%;2C放電容量是0.1C放電容量的92.28%;常溫儲(chǔ)存28天電池的容量保持率為97.32%。測(cè)試結(jié)果顯示磷酸鐵鋰電池的各方面性能均較優(yōu)異。
關(guān)鍵詞：磷酸鐵鋰;鋰離子動(dòng)力電池;正極
橄欖石型結(jié)構(gòu)的磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)具有材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜、理論比容量較高(約170 mAh/g)、理論比能量較高(約550 Wh/kg)、熱穩(wěn)定性好、無(wú)吸濕性[1-3]、環(huán)境友好、充放電循環(huán)性能優(yōu)異、原材料價(jià)格低廉以及良好的安全性等優(yōu)點(diǎn)[4, 5]，成為當(dāng)前鋰離子二次電池材料研究的熱點(diǎn)，而且最有希望代替目前廣泛使用的鈷酸鋰電極材料。
1、實(shí)驗(yàn)
1.1 電池組裝
按照工藝條件要求分別將一定比例的正極材料磷酸鐵鋰、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑，以及負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑分別攪拌一定的時(shí)間至完全分散后，均勻的涂布在集流體上，干燥后軋膜分切;卷繞時(shí)將隔膜插在正負(fù)極片中間將兩者完全隔離，制成卷芯，并將5個(gè)卷芯并聯(lián)后裝入鋼殼中，激光焊封口，真空干燥后，注入電解液，最后再將注液孔密封，制得待活化的方形鋰離子電池。本文所組裝的電池型號(hào)均為214867(實(shí)際尺寸為20.8mm×48.3mm×66.8mm)。
1.2 電池性能測(cè)試
電化學(xué)性能測(cè)試采用新威CT-3008W-S1高精度電池性能檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試?；晒ば虿捎瞄L(zhǎng)沙杉杉動(dòng)力電池有限公司的化成工藝流程，所有電化學(xué)性能實(shí)驗(yàn)都在化成后完成。高溫循環(huán)性能在DHG-9101-1SA型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，溫度恒定為55±5℃的條件下測(cè)試。在室溫條件下對(duì)電池進(jìn)行循環(huán)性能測(cè)試，循環(huán)充放電電流均為1/3C。不同倍率放電實(shí)驗(yàn)中，電池均按0.2C充電后再按不同的倍率放電，放電截至電壓為2.2V。
電池安全性能測(cè)試采用自制的測(cè)試裝置并具有一定安全保護(hù)的條件下完成。
2、結(jié)果與討論
2.1 循環(huán)性能測(cè)試
為了考察LiFePO4電池在不同溫度下的循環(huán)性能，對(duì)實(shí)驗(yàn)電池做了常溫及高溫循環(huán)性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果對(duì)比曲線如圖1，可以看出，常溫循環(huán)性能略優(yōu)于高溫循環(huán)性能。常溫循環(huán)300次時(shí)的放電容量4469.6mAh，容量保持率達(dá)94.63%。高溫循環(huán)300次時(shí)的放電容量4366.1mAh，容量保持率為91.81%。電池的高溫循環(huán)性能較為優(yōu)異，這可能是由于在高溫循環(huán)時(shí)，Li+在較高的溫度下具有較大的擴(kuò)散活化能，電池中的電化學(xué)反應(yīng)阻抗減小，致使Li+在正負(fù)極之間嵌入和脫出的阻力明顯降低[6, 7]，并且LiFePO4在較高的溫度下具有良好的穩(wěn)定性[8]。
