锂离子电池高倍率放电性能的影响因素

摘要

:

研究了

18650

型锂离子电池高倍率放电性能的影响因素 。使用

LiMn

2

O

4

/ LiCoO

2

或

LiMn

2

O

4

/ LiNi

1/ 3

Co

1/ 3

Mn

1/ 3

O

2

的电

池的放电容量保持率比使用

LiFePO

4

的电池高

;

电解液电导率对电池的高倍率放电性能有明显的影响 。采用

D

50

= 9

μ

m

的

LiNi

1/ 3

Co

1/ 3

Mn

1/ 3

O

2

、

添加导电锂盐的电解液的电池

,

在

25 C

倍率下的放电电压平缓

,

放电容量为

1 246 mAh ,

循环性能良好 。

关键词

:

锂离子电池

;

　倍率放电

;

　极化

;

　扩散

中图分类号

: TM912

1

9

　　文献标识码

:A

　　文章编号

:1001 - 1579 (2009) 03 - 0142 - 03

The influence factors of high rate discharge perf ormance of Li

2

ion battery

Abstract :

The influence factors of high rate discharge performance of 18650 type Li

2

ion batteries were researched

1

The battery

using LiMn

2

O

4

/ LiCoO

2

or LiMn

2

O

4

/ LiNi

1/ 3

Co

1/ 3

Mn

1/ 3

O

2

had higher discharge capacity retention compared wit h t he battery using

Li FePO

4

,t he electrolyte conductivity had significant effect to t he high rate discharge performance

1

The battery using LiNi

1/ 3

Co

1/ 3

Mn

1/ 3

O

2

wit h D

50

= 9

μ

m and electrolyte added conductive lit hium salt had gentle discharge flat voltage platform at 25 C rate ,t he

discharge capacity was 1 246 mAh ,t he cycle performance was fine

1

Key words :

Li

2

ion battery ;

　

rate discharge ;

　

polarization ;

　

diffusion

　　电动工具 、

电动赛车及航模玩具等对电池的高倍率放电

性能的要求较高

,

具备高倍率放电性能的锂离子电池在这些

领域具有潜在的发展前景

[ 1 ]

。目前

,

对大功率锂离子电池高

倍率放电影响因素的研究

,

主要是包括电池结构 、

电池材料

等在内的单一因素

[ 2 - 3 ]

。

本文作者以

18650

型锂离子电池为对象

,

研究了正极组

成 、

粒径及电解液电导率等对高倍率放电性能的影响 。

1 　实验

1

1

1

　电池的制备

正极活性材料为

LiNi

1/ 3

Co

1/ 3

Mn

1/ 3

O

2

(

浙江产

,

工业级

)

、

LiCoO

2

(

湖南产

,

工业级

)

、

LiMn

2

O

4

(

云南产

,

工业级

)

和

Li Fe

2

PO

4

(

深圳产

,

工业级

)

等 。

将正极活性材料 、

导电炭黑

(

法国产

,

工业级

)

及粘结剂

聚偏氟乙烯

( PVDF ,

法国产

,CP)

按质量比

87

∶

5

∶

8

在

N

2甲基

吡咯烷酮

(NMP ,

洛阳产

,

≥

99

1

8 %)

中混合后

,

均匀涂覆

(

涂

覆量为

0

1

022 g/ cm

2

)

在

8

μ

m

厚的铝箔

(

广东产

)

上

,

磙压

(18

MPa)

后

,

在真空干燥箱

(

真空度为

2 kPa)

中 、

65

℃下干燥约

48 h

。将中间相炭微球

(MCMB)

、

导电炭黑及粘结剂

LA

2

132

(

成都产

)

按质量比

88

∶

4

∶

8

在纯净水中混合 、

消除气泡后

,

均

匀涂覆

(

按正极容量的

1

1

1

倍涂覆

)

在

10

μ

m

厚的铜箔

(

河南

产

)

上

,

磙压

(20 MPa)

后

,

在真空干燥箱

(

真空度为

2 kPa)

中 、

90

℃下干燥

48 h

。电池的隔膜为聚丙烯多孔隔膜

(

日本

产

)

。装配成

18650

型电池后

,

在充满氩气的手套箱中注入

电解液

1 mol/ L Li PF

6

/ EC + EMC + DMC (

体积比

1

∶

1

∶

1 ,

江

苏产

,CP)

。电池的具体组成见表

1

。

1

1

2

　性能测试

将静置

24 h

后的电池在

CT2001

系列电池测试仪

(

武汉

产

)

上化成 。根据测试需要

,

进行不同倍率的放电 。用

RBM

2

200

智能电池电阻测试仪

(

深圳产

)

测试电池的内阻 。