三維集流體磷酸亞鐵鋰正極及匹配負(fù)極的研究.pdf

1、磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）被認(rèn)為是動(dòng)力電池最有應(yīng)用前景的正極材料，二維結(jié)構(gòu)不能滿足高載量磷酸亞鐵鋰電池的需求，三維結(jié)構(gòu)能夠提供更大的接觸面積和反應(yīng)表面，提高電極充放電性能，鋰片作為負(fù)極面臨安全性差、循環(huán)性能不好等諸多問(wèn)題，通過(guò)研究與三維結(jié)構(gòu) LiFePO4正極相匹配負(fù)極，可以提高電池充放電循環(huán)性能。
　　研究了充電工步設(shè)置對(duì)電極性能的影響，確定以恒流充電3.8V為截止電壓，無(wú)恒壓充電的制度為泡沫鎳 LiFePO4的最佳充電制度。

2、通過(guò)對(duì)鎳在電解液體系 LiPF6/EC+DMC+EMC(1:1:1)中的穩(wěn)定性進(jìn)行研究，XPS測(cè)試表明鎳片表面生成的類SEI膜中，共存 Ni3+、Ni2+，表面可能存在的物種為含氧聚合物、金屬醇化物、LiF、Ni2O3，表面無(wú) LiPF6或者 PF5、Li2O，充電電壓在3.8V以上鎳在電解液中不穩(wěn)定；泡沫鎳上有機(jī)電解液中電沉積得到泡沫鋁，鋁鍍層與集體結(jié)合力較差，若經(jīng)滾壓則會(huì)有起皮現(xiàn)象，在泡沫鋁上涂覆 LiFePO4研究其充放電性能，泡

3、充放電平臺(tái)及循環(huán)性能不及泡沫鎳，充放電平臺(tái)均不夠平坦，充電平臺(tái)高于3.6V，放點(diǎn)平臺(tái)低于3.2V。
　　研究了不同涂膏配比、活性物質(zhì)載量和滾壓壓實(shí)厚度對(duì)泡沫鎳 LiFePO4正極性能的影響，確定了以和膏配比 LiFePO4:乙炔黑:PVDF=90:5:5為最佳配比，載量在230g·m-2，壓實(shí)厚度以900μm最佳，得到電池容量為140mAh·g-1。
　　通過(guò)對(duì)循環(huán)失效電池的解剖，確定了電池失效的原因主要來(lái)自負(fù)極鋰片在多次循

4、環(huán)后形成膏狀死鋰，通過(guò)研究三種類型三維結(jié)構(gòu)負(fù)極：Fe3O4、MCMB和Li4Ti5O12，F(xiàn)e3O4因其首次容量損失大、充放電平臺(tái)不顯著且電壓較高而暫不能作為匹配負(fù)極；泡沫鎳 MCMB/LiFePO4電池雖然充放電平臺(tái)較高，但是循環(huán)性能較差；泡沫鎳 Li4Ti5O12半電池充電平臺(tái)為1.60V，放電平臺(tái)為1.52V，首次放電容量可達(dá)150 mAh·g-1，三維結(jié)構(gòu)Li4Ti5O12倍率性能良好；Li4Ti5O12/LiFePO4電池充電