資訊|高倍率聚合物鋰電池充電研究

　　高倍率聚合物鋰電池以其的高電壓、高能量密度、自放電小和無(wú)記憶性等優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)今社會(huì)不可或缺的理想能源。并且作為一款高倍率放電的電源，科研人員也對(duì)其高倍率放電十分感興趣；現(xiàn)階段高倍率聚合物鋰電池的高倍率放電研究已取得突破性進(jìn)展，已形成大批量生產(chǎn)；不過(guò)，高倍率充電課題一直處于研究階段，國(guó)內(nèi)很多高校及研究所也積極參與高倍率聚合物鋰電池的高倍率充電課題研究，本文主要以高倍率充電為研究對(duì)象，通過(guò)材料選形，工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高倍率聚合物鋰電池高率倍率充電。

一、高倍率聚合物鋰電池充電實(shí)驗(yàn)

1.材料選取：選取經(jīng)過(guò)改性的人造石墨、高倍率充電電解液、隔膜紙作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2.改性人造石墨的理化性能指標(biāo)如表1所示。

表1改性石墨理化指標(biāo)要求

3.高倍率充電電解液理化性能指標(biāo)如表2所示。

表2電解液理化指標(biāo)要求

4.隔膜紙理化性能指標(biāo)如表3所示。

表3隔膜紙理化指標(biāo)要求

5.極片的制備

　　將負(fù)極材料、導(dǎo)電劑碳納米管、導(dǎo)電石墨、黏結(jié)劑（CMC與SBR）按一定質(zhì)量比在純凈水中均勻混合制成負(fù)極漿料。然后在涂布機(jī)上將負(fù)極漿料均勻涂敷在銅箔上，極片經(jīng)過(guò)烘干、分切、輥壓制作成負(fù)極極片。

　　正極制備過(guò)程如下：鈷酸鋰、導(dǎo)電、導(dǎo)電石墨、黏結(jié)劑（PVDF）按照一定質(zhì)量比在NMP中均勻混合制成正極漿料。然后在涂布機(jī)上將正極漿料均勻涂敷在鋁箔上，極片經(jīng)過(guò)分切輥壓制作成正極極片。

6.高倍率充電聚合物鋰離子電池制作

　　將準(zhǔn)備好的正極片與負(fù)極片搭配，卷繞成182868-240mAh型號(hào)電池芯。使用濕法16微米厚隔膜，電解液采用1M LiPF6 EC-EMC-DEC（1：1：1）。電池經(jīng)過(guò)烘干、注液、封口后靜止20h再用小電流進(jìn)行化成，化成后，電池循環(huán)的充放電制度為：以5C的電流恒流充電至4.2V，再4.2V恒壓至截止電流10mA，以1C的電流放電至3.0V。

二、高倍率聚合物鋰電池充電測(cè)試結(jié)果

1.電池高倍率充電性能

　　圖1及圖2是制成的182868-240mAh型號(hào)電芯的充放電曲線及高倍率恒流充電記錄數(shù)據(jù)，5C恒流充電容量約達(dá)到總充電容量的80%，恒流充電時(shí)間10-12min。

圖表1高倍率充放電曲線圖

圖表2高倍率恒流充電數(shù)據(jù)

2.高倍率充電循環(huán)性能

　　圖3是高倍率充電循環(huán)測(cè)試，5C恒流恒壓充電至4.2V，1C放電至3.0V，循環(huán)484周，容量保持率91.9%。

圖表3高倍率5C充電1C放電循環(huán)性能

　　通過(guò)優(yōu)化負(fù)極材料、電解液及隔膜紙的選形配對(duì)，當(dāng)大倍率電流進(jìn)行充電時(shí)，鋰離子能順利嵌入到改性人造負(fù)極石墨表面，在一定程度上降低了大電流充電時(shí)產(chǎn)生的極化內(nèi)阻，提高了電極間導(dǎo)電穩(wěn)定性，改善了高倍率聚合物鋰電池的高倍率充電性能。

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