磷酸鐵鋰電池自放電和過放電研究.pdf

1、自上世紀(jì)九十年代以來，鋰離子電池得到了飛速發(fā)展。由于其高工作電壓、高容量、高比能量和良好的循環(huán)性能，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)，鋰離子動(dòng)力電池也成為具有競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的一類動(dòng)力源。在整個(gè)鋰離子電池體系中，正極材料的性能至關(guān)重要，價(jià)廉高能的新型鋰離子電池正極材料的開發(fā)應(yīng)用是鋰離子電池發(fā)展的重要任務(wù)。而目前研究最多的幾種正極材料，如鈷酸鋰，錳酸鋰等均存在著不同的缺點(diǎn)而難以滿足動(dòng)力電池的需要。
　　 1997年，報(bào)道了一

2、種新型的橄欖石型結(jié)構(gòu)的材料磷酸鐵鋰，用于鋰離子電池正極材料。它具有較高的理論容量，良好的循環(huán)性能，豐富的原料來源，低廉的成本，良好的安全性能以及對(duì)環(huán)境友好等特性。然而，LiFePO4的缺點(diǎn)是在雜質(zhì)存在時(shí)具有很大的自放電傾向，以及組合電池時(shí)容易出現(xiàn)某節(jié)電池過放電現(xiàn)象。
　　 本論文以研究磷酸鐵鋰電池自放電以及過放現(xiàn)象為目標(biāo)，通過了解原因，找到解決和防護(hù)的辦法。
　　 在第2章，研究了自放電的主要原因，指出水分的存在是導(dǎo)致自

3、放電的一個(gè)主要因素。水分易和電解液反應(yīng)，產(chǎn)生HF，后者進(jìn)一步和存在的Fe雜質(zhì)作用，導(dǎo)致電池自放電。進(jìn)一步研究了脫水添加劑的效果，顯示出該添加劑可以明顯降低電池的自放電程度。
　　 在第3章，研究了磷酸鐵鋰電池的過放現(xiàn)象。雖然磷酸鐵鋰電池對(duì)過放的忍受性要好于常規(guī)的鋰離子電池，但電池組合使用時(shí)，仍然會(huì)發(fā)生由于一致性不匹配等原因?qū)е碌哪彻?jié)電池過放甚至反極，惡化電池的性能。同時(shí)研究了一種防過放添加劑，初步結(jié)果表明可以改善負(fù)極的性能。

4、r>　　 在第4章，使用磷酸鐵鋰（LiFePO4）和鈦酸鋰（Li4Ti5O12）做正極及負(fù)極活性材料制備鋰離子電池，并測(cè)試了其性能。用三電極法考察了不同配比時(shí)正負(fù)電極充放電電位的變化，并據(jù)此確定了電池中正負(fù)極的容量配比。性能測(cè)試結(jié)果表明，所制備的電池具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和容量發(fā)揮能力。正負(fù)極容量配比1.4時(shí)，18650圓柱電池負(fù)極鈦酸鋰的容量發(fā)揮為160 mAh/g。
　　 在第5章，利用石墨和鈦酸鋰復(fù)合材料作為鋰離子電池的陽