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    发表时间/2021-06-08
  • 怎么提高磷酸铁锂电池的低温性能

      对于磷酸铁锂离子电池,沃特玛对其低温特性的影响因素做了详细的研究:一是正极的影响,磷酸铁锂正极本身的电导率比较差,另外容易极化,降低容量;第二个负极,负极,对低温充电很重要,因为会影响安全问题;第三种是电解质,在低温下可能会增加粘度和锂离子迁移阻抗;第四种是粘结剂,对电池的低温性能影响很大。


      沃特玛的整体思路是从正极、负极、电液和粘结剂四个部分来改善磷酸铁锂离子电池的低温性能。


      至于正极,现在是纳米尺寸,其粒径、电阻、AB面轴向长度都会影响整个电池的低温特性。磷酸铁锂由三个过程组成。在我们的整个制备条件下,不同的磷酸铁锂工艺被纳米化和包覆。从AB面轴向长度来看,AB面轴向长度的增加会使锂离子迁移通道变大,有利于提高电池倍率性能。


      不同的工艺对正极有不同的影响。粒径为100 -200 nm的磷酸铁锂电池低温放电特性较好,在-20时可释放94%,即粒径的纳米化缩短了迁移路径,提高了低温放电性能,因为磷酸铁锂放电与正极有关。


      考虑到负极的充电特性,饶睦敏认为负极对锂离子电池低温充电的影响很重要,包括粒径大小和负极间距的变化。选择三种人造石墨作为负极,研究不同层间间距和粒度对低温特性的影响。从三种材料来看,层间间距大的颗粒石墨的体阻抗和离子迁移阻抗略小。


      充电方面,饶睦敏认为冬季低温放电问题不大,低温充电很重要。在错流比方面,1C或0.5C的错流比非常关键,需要很长时间才能达到恒压。通过对三种石墨的比较,发现其中一种石墨在-20度充电时,恒流比从40%提高到70%以上,层间间距增大,粒度减小。


      电解液在-20和-30结冰,粘度增大,导致性能变差。电解液包括溶剂、锂盐和添加剂三个方面。饶睦敏说,通过实验,我们发现溶剂对磷酸铁锂离子电池低温的影响已经从70%以上提高到90%以上,有十几个点;其次,不同锂盐对低温充放电特性有一定影响。在固定溶剂体系和锂盐的基础上,低温添加剂可以将放电容量从85%提高到90%。


          也就是说,在整个电解质体系中,溶剂、锂盐和添加剂对我们的动力锂电池包括其他材料体系的低温特性都有一定的影响。在粘合剂方面,饶睦敏指出有三种,两种点和一种线。在-20度充放电条件下,对两种点做70-80度的循环后,整个极片都处于粘接失效的状态,而线性粘接剂不会有这个问题。在整个系统中,经过对正极、负极、电解液和粘结剂的改进,我们在磷酸铁锂离子电池组中取得了较好的效果。一是充电特性。在-20、-30和-40时,充电恒流率可达62.9%,-20时放电恒流率可达94%,这是速率和循环的一些特性