background image

加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。

根据上述的反应机理,正极采用

LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中 LiCoO2 本是一种层结

构很稳定的晶型,但当从

LiCoO2 拿走 XLi 后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取

决于

X 的大小。通过研究发现当 X>0.5 时 Li1-XCoO2 的结构表现为极其不稳定,会发生

晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控

Li1-XCoO2 中的 X 值,一般充电电压不大于 4.2V 那么 X 小于 0.5 ,这时 Li1-XCoO2

的晶型仍是稳定的。负极

C6 其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极 LiCoO2 中的 Li

被充到负极

C6 中,当放电时 Li 回到正极 LiCoO2 中,但化成之后必须有一部分 Li 留在负

C6 中,心以保证下次充放电 Li 的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分

Li 留在负极 C6 中,一般通过限制放电下限电压来实现。所以锂电芯的安全充电上限电压

≤4 .2V

,放电下限电压

2.5V。

三、电芯的安全性

电芯的安全性与电芯的设计、

材料及生产工艺生产过程的控

制等因素密切相关。在电芯的充放电过程中,正负极材料的电极电位均处于动态变化中,随

着充电电压的增高,正极材料(

LixCoO2)电位不断上升,嵌锂的负极材料(LixC6)电

 

位首先下降,然后出现一个较长的电位平台,当充电电压过高(

>4.2V)或由于负极活性

材料面密度相对于正极材料面密度

(C/A)比值不足时,负极材料过度嵌锂,负极电位则迅速

下降,使金属锂析出

(正常情况下则不会有金属锂的的析出),这样会对电芯的性能及安全

性构成极大的威胁。电位变化见下图:

在材料已定的情况下,

C/A 太大,则会出现上述结果。相反,C/A 太小,容量低,平台低,

循环特性差。这样,在生产加工中如何保证设计好的

C/A 比成了生产加工中的关键。所以在

生产中应就以下几个方面进行控制:

1.负极材料的处理

1)将大粒径及超细粉与所要求的粒径进行彻底分离,避免了局部电化学反应过度激烈而产

生负反应的情况,提高了电芯的安全性。