鋰離子電池單體的再制造技術試驗研究.pdf

1、鋰離子電池具有質(zhì)量輕、比容量大、放電功率高、快充性能好和循環(huán)壽命長等優(yōu)點，使其在電動汽車、電動工具、儲能裝置、航天航空、電子產(chǎn)品等領域得到廣泛地應用。隨著人們環(huán)保意識的增強和自然資源的短缺，電動汽車得到了飛速地發(fā)展，產(chǎn)生了大量的廢日鋰離子電池，帶來了嚴重地二次污染和大量地資源和能源浪費。近些年來，再制造技術的興起，為解決這些問題提供了全新的方案。因此，開發(fā)新型環(huán)保、高效、節(jié)能的鋰離子電池再制造技術具有重要的研究價值和應用價值。
　

2、　針對現(xiàn)有的鋰離子電池再制造方法中存在的再制造品質(zhì)控制難、環(huán)境污染嚴重、操作安全性差和成本過高等問題，提出電池內(nèi)阻這個再制造時機指標，并提出一種基于脈沖激光清洗技術的鋰離子電池電極的再制造修復方案。
　　通過建立鋰離子消耗量與固體電解質(zhì)(SEI)膜厚度的增長模型，分析磷酸鐵鋰電池工作的三種狀態(tài)及各個狀態(tài)中電池容量衰減的主要原因，為尋找特定型號的鋰離子電池的再制造時機提供理論基礎。進而，搭建電池充放電平臺來研究電池容量、電池內(nèi)阻和循

3、環(huán)次數(shù)之間的關系，確定當電池內(nèi)阻為初始內(nèi)阻的3.5～4倍為該型號電池的再制造時機。
　　從脈沖激光與電極表面SEI膜的作用過程中存在的物理和化學現(xiàn)象出發(fā)，建立了燒蝕效應、熱力學效應和光化學效應的理論模型;通過單因素實驗，并應用場發(fā)射顯微鏡、紅外光譜和電子探針進行表面表征，確定了給定實驗條件下電極再制造的合適脈沖激光能量密度為0.142J/mm2;基于理論分析了脈沖激光光斑間搭接率(γ1)與激光道間搭接率(γ2)對表面清洗潔凈度的影

4、響，結(jié)合實驗最終得出再制造的工藝參數(shù)為13.4％＜γ1≤20％、25％＜γ2≤30％。
　　此外，為了評估再制造后鋰離子電池的性能，定量地分析了再制造前后電極表面磷酸鐵鋰顆粒的粒度數(shù);通過實驗手段測得再制造前后微型單層電池的內(nèi)阻，測試了鋰離子電池再制造前后的電化學性能;最后，通過電極斷面SEM圖，從理論上預測了再制造電池的電池容量恢復率。實驗表明，通過脈沖激光技術再制造的電池，電池容量能恢復到初始容量的95.28％，比傳統(tǒng)的化學方