中國儲能網(wǎng)訊：摘要：本文重點研究了鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的實際應(yīng)用。考察了磷酸鐵鋰電池的常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、不同倍率的放電性能、儲存性能及安全性能。電池經(jīng)過300次循環(huán)后，常溫和高溫循環(huán)的容量保持率分別為94.63%和91.81%;2C放電容量是0.1C放電容量的92.28%;常溫儲存28天電池的容量保持率為97.32%。測試結(jié)果顯示磷酸鐵鋰電池的各方面性能均較優(yōu)異。
關(guān)鍵詞：磷酸鐵鋰;鋰離子動力電池;正極
橄欖石型結(jié)構(gòu)的磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)具有材料來源廣泛、價格便宜、理論比容量較高(約170 mAh/g)、理論比能量較高(約550 Wh/kg)、熱穩(wěn)定性好、無吸濕性[1-3]、環(huán)境友好、充放電循環(huán)性能優(yōu)異、原材料價格低廉以及良好的安全性等優(yōu)點[4, 5]，成為當(dāng)前鋰離子二次電池材料研究的熱點，而且最有希望代替目前廣泛使用的鈷酸鋰電極材料。
1、實驗
1.1 電池組裝
按照工藝條件要求分別將一定比例的正極材料磷酸鐵鋰、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑，以及負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑分別攪拌一定的時間至完全分散后，均勻的涂布在集流體上，干燥后軋膜分切;卷繞時將隔膜插在正負(fù)極片中間將兩者完全隔離，制成卷芯，并將5個卷芯并聯(lián)后裝入鋼殼中，激光焊封口，真空干燥后，注入電解液，最后再將注液孔密封，制得待活化的方形鋰離子電池。本文所組裝的電池型號均為214867(實際尺寸為20.8mm×48.3mm×66.8mm)。
1.2 電池性能測試
電化學(xué)性能測試采用新威CT-3008W-S1高精度電池性能檢測系統(tǒng)測試?；晒ば虿捎瞄L沙杉杉動力電池有限公司的化成工藝流程，所有電化學(xué)性能實驗都在化成后完成。高溫循環(huán)性能在DHG-9101-1SA型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，溫度恒定為55±5℃的條件下測試。在室溫條件下對電池進行循環(huán)性能測試，循環(huán)充放電電流均為1/3C。不同倍率放電實驗中，電池均按0.2C充電后再按不同的倍率放電，放電截至電壓為2.2V。
電池安全性能測試采用自制的測試裝置并具有一定安全保護的條件下完成。
2、結(jié)果與討論
2.1 循環(huán)性能測試
為了考察LiFePO4電池在不同溫度下的循環(huán)性能，對實驗電池做了常溫及高溫循環(huán)性能測試。測試結(jié)果對比曲線如圖1，可以看出，常溫循環(huán)性能略優(yōu)于高溫循環(huán)性能。常溫循環(huán)300次時的放電容量4469.6mAh，容量保持率達94.63%。高溫循環(huán)300次時的放電容量4366.1mAh，容量保持率為91.81%。電池的高溫循環(huán)性能較為優(yōu)異，這可能是由于在高溫循環(huán)時，Li+在較高的溫度下具有較大的擴散活化能，電池中的電化學(xué)反應(yīng)阻抗減小，致使Li+在正負(fù)極之間嵌入和脫出的阻力明顯降低[6, 7]，并且LiFePO4在較高的溫度下具有良好的穩(wěn)定性[8]。
