磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰離子電池的研究.pdf

1、由于磷酸鐵鋰具備優(yōu)異的循環(huán)性能以及較高的安全性,目前我國大部分電動(dòng)汽車尤其是純電動(dòng)汽車(EV)將磷酸鐵鋰鋰離子電池作為首選動(dòng)力電源。但是碳包覆磷酸鐵鋰具有較大的比表面積,這就使得磷酸鐵鋰在漿料制備過程中極易團(tuán)聚,給電極的制備帶來困難。
　　相較于鋰過度氧化物,LiFePO4對熱濫用更加穩(wěn)定,是目前最安全的正極材料。但我國電動(dòng)汽車在示范過程中依然出現(xiàn)了惡性安全事故,因此本文針對以上問題,重點(diǎn)研究了鋰離子電池制備工藝對電池性能的影響,

2、以及阻燃電解液對電池性能以及安全性的影響。
　　本論文研究了LFP(磷酸鐵鋰)材料的生產(chǎn)工藝、物理特性、導(dǎo)電劑、粘合劑、N/P等設(shè)計(jì)參數(shù)對電池性能的影響。采用A廠生產(chǎn)的D502.5μm、振實(shí)密度1.1g/cm3、壓實(shí)密度2.4g/cm3的磷酸鐵鋰可以獲得粘接效果較好的正極片,且其循環(huán)、倍率以及溫度(高溫、低溫)等綜合特性最佳;高分子量(百萬級)PVDF(聚偏二氟乙烯)作為粘結(jié)劑可以提高電極的粘接強(qiáng)度、降低粘結(jié)劑用量、提高電池的比能

3、量和循環(huán)壽命;相較于片狀石墨,葡萄鏈狀導(dǎo)電炭黑形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更緊密,可以提高電極的倍率性能以及循環(huán)壽命;N/P比影響電池的循環(huán)壽命,在1.02~1.17的范圍內(nèi),隨著N/P比增加電池循環(huán)壽命遞增,當(dāng)N/P比為1.17時(shí),2500次循環(huán)容量保持率由N/P比為1.02時(shí)的72.2％提升至97.2%。
　　對勻漿方式以及烘干方式也進(jìn)行了初步研究,相較于行星分散方式,行星分散作為預(yù)分散、采用高剪切分散可以提高漿料的細(xì)度、均勻性及流變特性,

4、進(jìn)而提高電極的一致性;采用真空勻漿可以有效去除漿料中的氣泡,對于NMP作為溶劑的體系,-0.08MPa的真空度較為合適;采用低溫烘干可以提高電極的粘接強(qiáng)度進(jìn)而提高電池的循環(huán)壽命。
　　本論文還通過自熄時(shí)間、電導(dǎo)率、循環(huán)壽命、安全性等研究了阻燃電液對電池綜合性能的影響,在1mol/LLiPF6、EC:DEC:EMC=1:1:1電解液中添加定量的磷酸酯TPP、TMP都能使電解液具備良好的阻燃性能;雖然磷酸酯TPP、TMP的使用降低了電