4.45V锂离子电池化成流程优化

用气相色谱-质谱(GC-MS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和SEM等分析手段,研究4.45 V锂离子电池化成的规律,进而优化流程.化成时,电压在3.00 V以下时,处于固体电解质相界面(SEI)膜形成阶段;电压达到3.00 V时,SEI膜基本形成;电压在3.00 V以上时,主要发生嵌锂反应,可进行1.00C大电...     

锂离子电池锂盐浓度的研究进展

综述锂盐浓度通过改变溶剂化结构影响电池界面动力学行为的机理,并分别阐述作用于锂盐溶剂化产物结构、Li+传输性能、固体电解质相界面(SEI)膜稳定性及锂离子电池内部副反应的机理.对低浓度电解液的应用前景进行展望.     

石墨/LiFePO_4锂离子电池高温存储后的性能

将荷电态(SOC)为2%(剩余电量为0.1 Ah)的石墨/LiFePO_4锂离子电池分别在不同温度(25℃、50℃、60℃和70℃)下存储6 h,测试常温/高温荷电保持能力、低温(-20℃)放电和常温1 C循环(2.50~3.65 V)性能。电池的常温/高温荷电保持能力和低温(-20℃)放电性能均随存储温度的升高先增强、后减弱,经60℃存储后,电池的上述性能最优;在常温下1 C循环1 500次后,高温(≥50℃)存储后电池的容量保持率约为88%。     

溶剂PC对锂离子电池电化学性能的影响

研究了溶剂PC作为电解液组成对锂离子电池电化学性能的影响,EIS测试结果表明,电解液中加入PC后电池的界面稳定性变差,阻抗随环境的改变变化幅度较大。同时通过对电池的循环性能和倍率性能研究发现,含和不含PC的电池100周循环,容量保持率分别为89.0%和93.4%;含有PC的电池高倍率放电平台降低50～100mV。     

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。     

添加剂Na2CO3对石墨电极性能的影响

在电解液1 mol/L LiPF6/EC+DMC中加入碳酸钠(Na2CO3),通过SEM、循环伏安和电化学阻抗谱分析,研究了Na2CO3对石墨电极的影响。添加饱和Na2CO3,可促进在石墨电极表面形成更稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,抑制循环过程中电解液的进一步还原分解,增进Li+嵌脱过程的可逆性,改善石墨电极的电化学性能。     

二草酸硼酸锂对钛酸锂负极电池高温性能的影响

研究二草酸硼酸锂(LiBOB)作为成膜添加剂对钛酸锂(Li4Ti5O12)/LiNi1/4Co1/2Mn1/4O2电池高温性能的影响。通过循环伏安扫描、X射线光电子能谱分析,考察LiBOB在Li4Ti5O12负极上的成膜情况,用电化学交流阻抗谱考察膜的热稳定性。添加剂LiBOB在钛酸锂负极的还原电位为1.75 V(vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成固体电解质相界面(SEI)膜。该膜可降低电池的电荷转移阻抗,有利于提高电池的高温循环和高温储存性能。     

电解液纯化对锂离子电池负极电化学性能影响

运用电化学阻抗谱(EIS)、恒流充放电和循环伏安测试,研究了1 mol/L LiPF_6/(EC+DEC+DMC)(体积比1∶1∶1)电解液中4A分子筛除水处理对石墨电极电化学性能的影响。研究表明:石墨电极在经4A分子筛处理后的电解液中能形成性能优异的固体电解质相界面(SEI)膜,降低了SEI膜的阻抗,改善了石墨电极的循环性能,得到了更优异的电化学性能。     

LiODFB基电解液对锂离子电池性能的影响

通过循环伏安(CV)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试方法研究了二氟草酸硼酸锂(LiODFB)基电解液对Li/石墨半电池和镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)/石墨全电池性能的影响。结果表明,在首次循环过程中,Li ODFB约在1.5 V在石墨电极表面还原,形成初始固体电解质相界面膜(SEI),阻止电解液与石墨电极的直接接触,电解液在石墨电极表面的还原得以减少,从而在石墨电极表面形成了致密低阻抗的SEI膜,提高了Li/石墨半电池和LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/石墨全电池的循环性能。     

扣式电池壳体对锂离子电池材料性能测试的影响

采用空电池壳体组装扣式电池,研究在充放电测试过程中的稳定性.充电时,壳体发生氧化反应,并提供一定的充电容量;放电时,壳体未发生明显的还原反应.壳体的稳定性影响实际测试材料的充电曲线及首次效率.应对壳体进行评价,并选取适当的组装工艺,减小壳体的影响.     

终止电压对锂离子电池循环性能的影响

研究了充放电终止电压对磷酸铁锂(LiFePO4)正极锂离子电池循环性能的影响.将充电上限电压从3.65 V提高到4.00V,电池放电容量增加较少,对循环时容量衰减速率的影响也很小;将放电终止电压从2.50 V降低到2.00 V,电池放电容量增加,但循环时容量的衰减加快.将放电终止电压降低到2.00V,将增大电池内阻的增幅.LiFePO4正极锂离子电池组在串联使用时,单体电池充电电压允许提升至4.00 V,但必须控制放电时的终止电压,防止过放电.     

有机溶剂对锂离子电池性能的影响

选用恒流充放电法测试了EC、DEC、DMC和EMC等有机溶剂体系对锂离子电池的容量保持率、平台保持率、充放电循环性能和温度特性的影响.实验结果表明:二乙基碳酸酯(DMC)不但具有较高的平台保持率,而且有利于电池的大电流充放电;二甲基碳酸酯(DEC)对电池的循环寿命有较大的改善作用;乙基甲基碳酸酯(EMC)具有较好的温度特性.     

复合导电剂对锂离子电池性能的影响

将石墨烯(rGO)、导电石墨(SP)和碳纳米管(CNT)复合,制得rGO/SP、CNT/rGO和CNT/SP复合导电剂,用来改善锂离子电池正极的导电性能。采用XRD、SEM、电化学阻抗谱及恒流放电等测试,分析导电剂的形貌及电池的性能。导电剂种类对于电池电化学性能的影响较大。添加CNT/rGO制备的正极粉末电导率最高,可达到2. 305 S/cm,与混合正极材料[m(LiNi_0.80Co_0.15Al_0.15O₂)∶m(LiMn₂O₄)=7∶3]相比,提高了27倍。采用CNT/rGO复合导电剂制备的18650型混合正极材料锂离子电池,单体电池内阻最小(13. 5 mΩ)、化成容量最高(1 856. 1 m Ah)。在4. 2～2. 5 V充放电,以10. 00 C高倍率放电时,平台电压最高(3. 2 V)、放电容量最高(1 764. 5 m Ah);以1. 00 C倍率循环600次,rGO/SP、CNT/SP和CNT/rGO复合导电剂制备的电池容量保持率分别为...     

隔膜对18650型锂离子电池性能的影响

用4种隔膜制作了18650型锂离子电池,并测试了电池的安全性能(150℃热箱、冲击和过充实验)和电性能(倍率和循环性能).隔膜的孔隙率大、熔融温度高,电池的150℃热箱安全性能坚持时间就短,而2C,12V过充安全性能和倍率放电性能更好.孔隙率值合适(约45%)和孔径均匀的隔膜,能提高电池的循环性能.     

六氟磷酸锂浓度对锂离子电池性能的影响

配制不同浓度(0.8~2.2 mol/L)的Li PF6/EC+EMC+DMC(质量比1∶1∶1)电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电测试并结合Li+迁移数、电导率和黏度等参数的测试,研究锂盐浓度和电解液物化参数对电池倍率性能、循环性能的影响。电解液浓度为1.6~1.8 mol/L时,制得的锂离子电池倍率性能和循环性能最佳。电解液浓度为1.6 mol/L和1.8 mol/L的电池在3.65~2.00 V循环,20.0 C放电相对于0.5 C时的容量保持率分别为89.10%、91.1%;以1.0 C充电、10.0 C放电循环300次,容量保持率分别为56.22%、62.6%。     

碳酸乙烯亚乙酯对锂离子电池性能的影响

利用量子化学计算、循环伏安、电化学阻抗及充放电测试等方法,考察了电解液成膜添加剂碳酸乙烯亚乙酯(VEC)对锂离子电池性能的影响.量子化学计算结果表明:VEC具有较低的分子最低空轨道(LUMO)能量值.循环伏安及交流阻抗测试表明:碳酸乙烯亚乙酯的还原电位为1.2 V( vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成电解质相界面(SEI)膜.该膜较稳定,可提高电池的循环性能,并抑制电池气胀.SEI膜阻抗较大,不利于电极的嵌脱锂反应,导致首次充放电容量及效率较低.     

过充对电动自行车用锂离子电池安全性能的影响

从过充电池的解剖、状态对比、电性能和正负极材料的SEM图分析,确定了过充电对电动自行车用锂离子电池安全性能的影响.过充后,电池外观鼓胀明显,正极材料"外裸状态"严重,负极表面出现裂缝.XRD分析表明:过充后衍射峰右移,峰的面积和高度增加,表面生成物的晶相含量增加.     

电池结构对锂离子电池功率性能影响

电池结构对锂离子电池的功率性能有重要的影响。本文研究了一种新型结构锂离子电池,并测试不同结构电池的倍率循环特性、不同倍率条件下倍率特性及不同放电电流下电池表面温度分布梯度。测试结果显示：不同倍率条件下新型结构的锂离子电池表现出较佳的倍率放电特性,20C放电容量是1C时放电容量的87．75％;新型结构设计的电池表现出良好的2CC／5DC倍率循环特性,循环850次容量保持90％左右,不同倍率放电电流下电池表面温度分布及温度梯度小,3个位置温度在63．6～74．8℃,对电池内部膜片的表面反应活性影响较小。这种新型结构电池有助于改善单体电池及电池组的综合功率性能。     

粘结剂对锂离子蓄电池性能的影响

对比研究了水性粘结剂和PVDF粘结剂对锂离子蓄电池性能的影响。对使用两种不同粘结剂电池的化成厚度、内阻、循环性能、电压平台以及耐恒流过充电性能等进行了测试分析。实验表明,采用水性粘结剂的电池充电膨胀厚度和充电态内阻较小、耐3C5A倍率恒流过充电性能好;以PVDF为粘结剂的电池循环性能和3.6V电压平台率较好,第300周循环容量保持率为91%、3.6V电压平台率为85%。     

锂离子电池安全性能评价研究

综合考虑锂离子电池的安全性能检测要求和重点项目,以红外热像技术检测多次循环后的电池在过充过程中的温升,利用电池程控测试仪检测电池的电学信息,建立"热电"综合评价体系,并在3 C过充电条件下,将50℃的温度极值和5.0 V的电压极值确定为量化指标,对电池体系的安全性能进行评价。该评价系统具有快速、灵敏和全场性的优点。