高功率環(huán)保型LiFePO4動(dòng)力電池的制備工藝研究.pdf

1、能源和環(huán)境是人類在21世紀(jì)必須面對(duì)的兩個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新能源和清潔可再生能源是今后世界經(jīng)濟(jì)中最具決定性影響的技術(shù)領(lǐng)域之一。鋰離子電池具有較高的比能量密度、高的電池工作電壓、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于軍事、民用小型電器中。在目前商業(yè)化的鋰離子正極材料中，橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰(LiFePO4)由于具有良好的充放電平臺(tái)，極好的可逆容量與極優(yōu)的循環(huán)性能等優(yōu)點(diǎn)已成為近年研究的焦點(diǎn)。針對(duì)目前磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性差、振實(shí)密度低等問(wèn)題，

2、積極尋求合成方法可控、材料性質(zhì)優(yōu)異的磷酸鐵鋰活性材料具有極其重要的作用。
　　基于傳統(tǒng)制備方法，本文采用改進(jìn)的水熱模板法制備磷酸鐵鋰花形棒狀微晶結(jié)構(gòu)正極材料，制備方法既簡(jiǎn)單易行，而且制備出的材料形貌可控，粒徑均勻，分散性好，電壓平臺(tái)穩(wěn)定，可逆容量超過(guò)160mAh/g，且循環(huán)性能優(yōu)異。本文系統(tǒng)的研究了檸檬酸濃度以及前驅(qū)體的煅燒溫度對(duì)LiFePO4的形貌以及電化學(xué)性能的影響，得出在其他條件均相同的情況下，當(dāng)檸檬酸濃度為0.1M、煅燒溫

3、度為650℃時(shí)制備的樣品性能最優(yōu)：材料的粒徑分布均勻，形貌為納米花型棒狀晶體。充放電測(cè)試結(jié)果表明：材料的電壓平臺(tái)為3.45V，且電壓平臺(tái)寬，首次充放電容量高達(dá)160mAh/g，且在0.5C倍率充放電下，電池循環(huán)50次后容量保持率仍將近100％。采用水熱模板法制備磷酸鐵鋰克服了傳統(tǒng)制備方法的缺點(diǎn)，材料形貌可控，振實(shí)密度大，循環(huán)性能優(yōu)異，在高性能動(dòng)力鋰離子電池方面有著重要的應(yīng)用前景。
　　同時(shí)本文還對(duì)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池工藝生產(chǎn)的關(guān)鍵工序

4、進(jìn)行了探討，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了相應(yīng)型號(hào)動(dòng)力電池，研究了動(dòng)力電池粘結(jié)劑的選擇、壓實(shí)密度、注液量及其化成制度等相關(guān)電池制備工藝：采用F105作粘結(jié)劑，電池極片涂布效果佳，電池容量高；壓實(shí)密度的對(duì)比試驗(yàn)中，當(dāng)壓實(shí)為2.0～2.1 g/cm3時(shí)，電池吸液率適宜，循環(huán)性能優(yōu)異。本文還得出在注液量及壓實(shí)密度符合電池內(nèi)部要求的情況下，對(duì)電池低溫性能影響最大的是極片的壓實(shí)密度。通過(guò)分析電池的倍率性能得出在注液量及其壓實(shí)密度符合電池內(nèi)部要求的情況下，注液量及壓實(shí)