磷酸鐵鋰電池高溫容量衰減機(jī)理及其改進(jìn).pdf

1、鋰離子電池的循環(huán)性能關(guān)系到電池的使用壽命。磷酸鐵鋰電池在高溫環(huán)境下容量衰減加劇，從而縮短了電池的壽命。為了改善磷酸鐵鋰電池在高溫下的循環(huán)性能，研究其高溫下容量衰減機(jī)理及其改善措施意義重大。
　　本文采用恒流充放電的方法研究了LiFePO4/Li、Li/AG、LiFePO4/AG電池在不同溫度下的電化學(xué)性能，借助材料和電化學(xué)手段對(duì)電池容量衰減機(jī)理進(jìn)行了分析。在對(duì)容量衰減機(jī)理的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，采用恒流充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗、SEM、

2、FTIR、Raman等方法，深入研究了電解液中從正極溶出的二價(jià)鐵對(duì)石墨負(fù)極性能的影響，并從粘結(jié)劑的角度，采用一種PAA粘結(jié)劑，研究其改善石墨負(fù)極受電解液中二價(jià)鐵影響而性能惡化的效果。研究結(jié)果如下:
　　1、與LiFePO4/AG電池相比，高溫環(huán)境對(duì)LiFePO4/Li、Li/AG半電池循環(huán)性能影響較小。高溫下LiFePO4/AG電池容量衰減主要是由于活性鋰的損失和阻抗的增加。
　　2、石墨負(fù)極在含鐵電解液中容量衰減較快，在含

3、700和1800 ppm鐵離子電解液中循環(huán)200圈容量衰減率分別為21.5％和26％。充放電測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鐵離子在2.4V左右在石墨負(fù)極表面沉積，鐵沉積物一方面催化電解液分解，使SEI膜增厚;另一方面阻礙了鋰離子的脫嵌，從而使電荷遷移阻抗增大，最終導(dǎo)致電池容量的衰減。
　　3、使用PAA粘結(jié)劑的石墨電池在含鐵電解液中循環(huán)150圈容量幾乎沒有衰減。SEM和XPS結(jié)果表面PAA粘結(jié)劑的粘結(jié)機(jī)理不同于PVDF，PAA粘結(jié)劑能對(duì)石墨顆粒進(jìn)行包