商業(yè)用手機(jī)鋰離子電池高效化成和充電方法研究.pdf

1、鋰離子電池具有電壓高、能量密度大、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，在小型電子產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。鋰離子電池在出廠前需要進(jìn)行化成和預(yù)充電過程，通常工廠化成工藝和預(yù)充電過程時(shí)間較長(zhǎng)，如果能夠在保證原循環(huán)穩(wěn)定性、循環(huán)效率、電池安全性能的基礎(chǔ)上，縮短化成時(shí)間，提高鋰離子電池的工廠化成和預(yù)充電過程生產(chǎn)效率，將對(duì)鋰離子電池生產(chǎn)效率的提高、成本的降低具有十分重要的意義。本文研究了鋰離子電池不同倍率化成和分段化成、化成后不同倍率預(yù)充電的循環(huán)性能，通過電化學(xué)交流阻抗（E

2、IS）測(cè)試研究電池內(nèi)阻在300次充放電循環(huán)過程中的變化，采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）等表征手段對(duì)電池正負(fù)電極材料的結(jié)構(gòu)變化以及化學(xué)成分的變化進(jìn)行研究。
　　通過使用鈷酸鋰、磷酸鐵鋰為正極材料，石墨、MCMB為負(fù)極材料制成扣式電池，采用在電池的第1-2,1-4,3-4次循環(huán)中的恒流充放電階段，分段充放電的恒流充放電階段使用不同倍率、分段充電的方法進(jìn)行充放電的循環(huán)測(cè)試，以研究不同化

3、成方法、預(yù)充電、分段充電等循環(huán)過程對(duì)電池正負(fù)極材料的影響。研究表明，除個(gè)別倍率對(duì)負(fù)極材料的循環(huán)性能有一定影響外，其余倍率的化成、預(yù)充電、分段充電對(duì)電池的循環(huán)性能無(wú)明顯影響。
　　本文研究了LiCoO2/石墨商業(yè)鋰離子電池不同倍率化成、分段化成、化成后預(yù)充電，上述三組電池以0.2C倍率進(jìn)行充放電循環(huán)300次，電池的容量保持率均可達(dá)到90％以上，其中化成后預(yù)充電的容量保持率最高，可以達(dá)到96%以上，不同倍率化成電池的容量保持率可達(dá)到9

4、4%左右，1300mAh分段化成容量保持率最低，為90%以上。
　　通過對(duì)三組電池進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電池阻抗值變化不明顯，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)所采用的化成方法和預(yù)充電方法對(duì)電池內(nèi)部阻抗影響較小。借助X射線衍射（XRD）分析，發(fā)現(xiàn)三組電池在進(jìn)行0.2C充放電300次循環(huán)測(cè)試后，鋰離子電池正負(fù)極材料的晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯改變。傅立葉變換紅外光譜測(cè)試（FTIR）分析發(fā)現(xiàn)，三組電池在300次循環(huán)測(cè)試后，其鋰離子電池正負(fù)極材料化學(xué)成分無(wú)明顯變化