广州泰勒斯科技有限公司浅谈LiFePO4电池关键工艺及性能

首先研究了LiFePO4电池制作过程中正极材料的优选,得到一种综合性能优良的LiFePO4材料,然后用这种材料制作LiFePO4电池,并对LiFePO4电池的化成制度进行研究,得到一种适用于LiFePO4电池的化成制度,以此化成制度对电池进行化成后,分别研究了不同组分粘结剂、导电剂对LiFePO4电池性能的影响,并开发研究了一种特殊碳材料碳纳米管用作LiFePO4电池的导电剂,在以上研究的基础上,制作并较系统地研究了LiFePO4电池的安全性能。

获得以下结论：

(1)LiFePO4材料对LiFePO4电池性能的影响的研究。研究发现样品B的LiFePO4的加工性能虽然略差,但其电化学性能更优异,放电容量达到124.16mAh/g；倍率性能较好,1C／0.1C容量比率为94.5%；循环性能良好,100次循环容量保持率为94.6%；并对两种样品做了循环伏安、交流阻抗测试,进一步验证了样品B的优良性能,最终确定了样品B为本论文制作研究LiFePO4电池的正极材料。

(2)不同化成制度对LiFePO4电池性能的影响的研究。研究发现按照方案2化成后的LiFeP04电池平均每100次循环容量衰减率为7.93%,低于方案1的8.32%,方案2的化成制度更有利于LiFePO4电池性能的稳定。

(3)不同粘结剂对LiFePO4电池性能的影响的研究。选择5种性能优良的粘结剂优化组合成五组粘结剂体系S1、S2、S3、Y1和Y2,研究发现Y2组合的LiFePO4电池的放电容量最大达到120.1mAh／g、循环性能最佳100次循环后容量几乎没有减小、电池循环后膨胀厚度最小平均为0.11mm；S1组合的电池的平均内阻最小为100.3mΩ；S2组合的电池的倍率性能最好,8C／1C达到90.5%。

(4)不同导电剂对LiFePO4电池性能的影响的研究。选择3种性能优良的导电剂优化组合成四组导电剂体系K1、K2、X和F,研究发现F组合的电池放电容量最大达到126.1mAh／g、倍率性能最佳3C／0.5C达到95.5%、内阻最小达到140.7mΩ、100次循环后容量保持率最大达到98.9%。

(5)碳纳米管用作LiFePO4电池导电剂的研究,研究发现添加碳纳米管的极片能形成完美的导电网络、压实密度平均增大5%左右,电池首次放电克容量增大5.8%；倍率性能得到提高,6C／0.5C达到84.8%；循环性能得到较大改善,120次循环后电池的容量几乎没有衰减；电池的内阻也得到改善、界面阻抗小于常用导电剂电池的界面阻抗；120次循环后LiFePO4材料结构没有发生变化,而常用导电剂电池LiFePO4的结构发生了变化。

(6)LiFePO4电池的安全性能的研究。研究发现,LiFePO4电池在撞击、穿刺、过充等十分恶劣的条件下,未发生爆炸起火现象。穿刺测试后,5min内电池表面温度达到最高为93℃,2min后电池电压基本降为0V；短路测试后,大约7min后,电池表面温度达到最高温度90℃,3min后电压基本降为0V。http://www.b-kungfu.com/index.php?lang=cn

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