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      高倍率鋰電池LiFePO4的放電性能與分散劑的關系

      來源:高倍率鋰電池?作者:admin??發布時間:2019-07-15 17:02:14??閱讀數:

        高倍率鋰電池被廣泛應用于電腦、電動工具、手機等新一代便攜式電子產品中,并在電動自行車、混合動力汽車及電動汽車等領域得到更為廣泛的應用,這對于高倍率鋰電池的放電性能提出了更高的要求。

      高倍率鋰電池LiFePO4的放電性能與分散劑的關系

        因此,有關高倍率鋰電池放電性能的影響因素的研究不斷開展。曾有研究人員對不同電極配方,不同制作工藝,不同電解質的高倍率鋰電池放電性能進行了對比,認為影響電池高倍率放電性能的因素包括電極的配方涂敷厚度、電解質、結構設計等,并總結了制作高倍率鋰電池時應重點考慮的諸多因素。

        經多項研究顯示,在電極配方方面,磷酸亞鐵鋰因具有原料資源豐富、價格便宜、環境友好、安全、環保、無毒無污染、比容量高、循環性能優異、高溫特性好等眾多優點而被認為是最有潛力的下一代高倍率鋰電池正極材料之一。并且除了之前研究涉及的對其放電性能的影響因素外,近期另有科研人員發現分散劑的加入量對LiFePO4鋰電池的放電性能有著顯著影響。

        超細 LiFePO4正極材料粒度小,比表面積大,在勻漿過程中很難均勻分散,從而導致漿料黏度過高或固含量過低,進而導致涂布困難甚至無法涂布,而分散劑可以有效地降低顆粒表面能,改善 LiFePO4正極材料的分散性,保證勻漿和涂敷過程順利進行,并最終提升電池的綜合性能。

        實驗采用粒度分析、流變分析、掃描電子顯微鏡法等技術研究了PVP分散劑添加量對超細 LiFePO4正極漿料粒度分布及流變性的影響規律。通過配方優化,制作了高倍率放電 18650型 LiFePO4鋰離子電池,并對其循環及倍率等性能進行了對比研究。

      結果顯示:

       ?、僭?LiFePO4漿料中添加 PVP分散劑可有效提高漿料分散性,隨著PVP加入量的提升,LiFePO4 漿料的粒度先減小后增大,漿料黏度逐漸減小,漿料從非牛頓流體向牛頓性流體轉變,PVP加入量在 0.4%至0.8%的范圍內可實現最優的分散效果。

       ?、谂c未添加分散劑電池相比,添加 0.5%PVP分散劑的 LiFePO4圓型電池可得到優異的大電流循環和倍率性能。

       ?、?.5A充電10A放電循環944次后,容量保持率在 90%以上。

       ?、茈姵?0A大電流放電容量可達到標稱容量的94.6%。

        由此可知,高倍率鋰電池的放電性能不僅與電池正極材料有關,而且與其分散劑的用量有著極大的關聯,這一發現為后續制造和研究高倍率鋰電池提供了可靠的理論依據。

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