LiFePO4-Li4Ti5O12電池的研究.pdf

1、由于LiFePO4和Li4Ti5O12材料具有良好的倍率性能和循環(huán)壽命,因此以LiFePO4作為正極以Li4Ti5O12作為負極的LFP/LTO鋰離子電池可作為電動汽車長壽命和高功率密度的動力電池。本文首先對所用正負極材料進行了表征及電化學性能研究,然后研究了使用不同粘結劑、導電碳、隔膜和電解液所制備的LFP/LTO軟包裝電池性能。
　　通過XRD和SEM表征選定正極材料LFP-3和負極材料LTO-1,兩種材料均為均勻的納米顆粒。

2、分別將兩種材料與金屬鋰組裝成半電池,測試所選材料的電化學性能。LFP-3在0.1C時的嵌鋰比容量可達158.1mAh·g-1,脫鋰比容量可達158.8mAh·g-1,5C時的嵌鋰比容量可達118.1mAh·g-1,脫鋰比容量可達119mAh·g-1,在高倍率下可發(fā)揮較高的比容量。LTO-1在0.1C時的嵌鋰比容量可達165.7mAh·g-1,脫鋰比容量可達165.2mAh·g-1,10C時的嵌鋰比容量可達108.8mAh·g-1,脫鋰比

3、容量可達108.8mAh·g-1,1C循環(huán)100次以后,比容量保持為94.7％,LTO-1具有良好的倍率脫鋰、倍率嵌鋰性能和循環(huán)性能。LFP-3和LTO-1可滿足LFP/LTO電池的快速充放電性能。
　　對LFP/LTO軟包裝電池材料進行了篩選,確定各種材料對電池性能的影響。在正極粘結劑方面,由于粘結劑分子量不同,B-a粘結劑對電池的倍率放電和低溫放電性能有利,B-b粘結劑對電池的倍率充電和循環(huán)性能較為有利。在負極導電碳方面,EC

4、P在電池的倍率放電和倍率充電性能方面表現(xiàn)均比SP優(yōu)異,循環(huán)容量保持率也比SP更高,但低溫性能中ECP和SP表現(xiàn)相當。在隔膜方面,隔膜A和隔膜C均具有良好的熱穩(wěn)定性,隔膜A內阻更低,對電池的高倍率性能較為有利,但低溫性能和隔膜C相差無幾,而在循環(huán)性能中,隔膜C具有優(yōu)于隔膜A的穩(wěn)定性。在電解液方面,E-2電解液對電池極化影響最小,而E-4電解液對電池低溫放電性能更為有利。
　　LFP/LTO電池能量密度可達58Wh·kg-1,最大峰值