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《鋰離子電池碳負極及高容量18650型電池的工藝和性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩十學位論文摘要通過組裝模擬半電池(鋰片I隔膜(有機電解液)l碳負極),利用恒電流充放電、循環(huán)伏安、電化學交流阻抗、掃描電鏡和差熱掃描等測試手段,從電極、電解液和極片制造工藝等幾個方面對碳負極及其與電解質的界面(SEI膜)情況進行了研究。研究表明,中間相碳微球(CMS)是一種優(yōu)良的鋰離子電池負極材料。將水性膠粘齊U(BinderA1應用于CMS負極,半電池的性能優(yōu)良,其能夠替代PVDF在碳負極中使用,且當它的含量為6%時,碳負極的綜合性能最佳;但在碳負極中使用水性膠粘劑,相比于PVDF,電極制各
2、過程中的各項工藝控制要求比較高,電極壓制方式和體積密度等對電池優(yōu)異性能的實現(xiàn)都至關重要。在碳電極中加入導電碳黑能夠減小電極的內阻,改善電極的大電流充電性能和循環(huán)性能;但其也提高了半電池的首次不可逆容量,降低了半電池的實際可逆充放電容量。對碳負極與電解質的界面研究表明,當電解液體系中混合溶劑EC:DEC:EMC=I:O.5:0.5時,電解液(1mol/L的LiPF6/(EC+DEC+EMC))與電極的相容性最好;同時,隨著電池循環(huán)次數的增加和電極中鋰離子含量的增多,碳負極與電解質的界面阻抗變大;且
3、相比于零充電狀態(tài)下,滿充電狀態(tài)下的電極界面SEI膜的熱分解觸發(fā)溫度要低,熱穩(wěn)定要差。將研究所用的碳負極體系應用于18650型鋰離子電池,利用中試生產線,進一·步研究總結出一個優(yōu)良的工藝流程,制造出了高容量18650型電池,并對其進行了性能測試。對最終確定的18650型電池的性能測試表明,電池的額定容量達到了2300mAh以上,內阻小于70mQ,電池的高、低溫性能,環(huán)境適應性和安全性均達到了國標GB/T18287.2000的要求。關鍵詞:高容量18650型鋰離子電池;碳負極;水·眭膠粘劑;工藝;S
4、EI膜鋰離子電池碳負極及高容量18650型電池的工藝和性能研究AbstractTheeffectsoffactors,suchaselectrode,electrolyteandtechnicsofpreparationofelectrodeoncarbonaceousanodeandtheinterfacebetweenanodeandelectrolyte(SEI)wereinvestigatedbytestingsimulatedhalf-cellsassembled(LimetalIse
5、parator(organicelectrolyte)lcarbonaceousanode)intermsofConstantCurrent(CC),CyclicVoltammetry(CV),ElectrochemicalImpedanceSpectra(EIS),ScanningElectronMicroscope(SEM)andDifferentialScanningCalorimetry(DSC).Theresultsshowthatcarbonaceousmesophasespheru
6、les(CMS)isanexcellentanodematerialforlithium—ionbattery,propertiesofhalf-cellsinwhichwater-basedbinder(BinderA)wasusedaregood,andthebestwhenthecontentofwater-basedbinderis6%.Water-basedbinder(BinderA1CanbeagoodsubstitutionofPVDF,butitsrequirementstot
7、echnicsofpreparationofelectrodeisstrictercomparedtoPVDF,forexample,densityofvolumeandcompressionmodeofelectrodeiscriticaltothepropertiesofcells.TheconductiveadditiveofcarbonblacktoCMSanOdeCanreducetheinternerresistanceandimprovetheperformancesofcharg
8、eatalargecurrentandcycle,butenhanceinitialirreversiblecapacityanddepresspracticalreversibledischarge/chargecapacity.Theinvestigationstotheinterfacebetweenanodeandelectrolyreshowthatthecompatibilityofelectrolyte(1mol/LLiPF6/rEC+DEC+EMC))toCMSanodeisth