电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响_牛俊婷.pdf

1、电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响牛俊婷G21G21孙琳G22G21康书文G22G21赵政威G22G21马紫峰G21 G23 G22 G24G21 G21 G22上海交通大学化学工程系G22上海电化学能源器件工程技术研究中心G22上海G23 G24 G24 G23 G25 G24 G23G23 G26中聚电池研究院G22上海G23 G24 G24 G23 G25 G21 G24摘要G21通过库仑法水分测试仪标定不同水分含量G25 G24 G26 G27 G21 G22 G23 G24 G25 G26 G27 G26的磷酸铁锂正极片G22将其制备成软包型锂离子电池G22对其电化学循环性能G27倍率

2、性能G27交流阻抗进行了测试G25 G28结果表明G22不同水分含量极片制备的电池循环性能及倍率性能与电极水分含量有密切关系G22水分含量在G24 G25 G29 G2A G22 G28 G24 G25 G2B G2C之间时循环性能最优G22水分含量超过G24 G25 G2D G2E时电化学性能衰减严重G22电池的内阻和电化学反应阻抗明显增加G2F G23将循环G30 G31 G31周后的软包电池进行拆解G22分别使用激光粒度仪G27 G32 G33 G34 G27 G35 G36 G37对循环后磷酸铁锂正极片进行微观形貌分析G22发现水分含量超过G31 G25 G2D G38时极片表面发生颗

3、粒破裂现象G25 G28 G32 G33 G34晶相分析表明G22随着水分含量的升高G22衍射峰晶面的位置有所偏移G22但主要衍射峰的位置基本相同G22晶型并未发生改变G25 G28关键词G21水分G23磷酸亚铁锂G23软包电池G23循环性能中图分类号G21 G21 G22 G23 G22文献标识码G21 G28收稿日期G28 G30 G31 G39 G2B G3A G31 G3B G3A G39 G3B G22修订日期G28 G30 G31 G39 G2B G3A G31 G3C G3A G30 G3C G28 G28 G28 G28 G3D通讯作者G22 G3E G3F G40 G41 G

4、28 G42 G3B G2D G3A G30 G39 G43 G2B G29 G26 G29 G30 G3B G3C G29 G22 G36 G3A G44 G45 G46 G40 G28 G47 G48 G44 G45 G49 G4A G4B G4C G4D G2F G3F G4E G4D G25 G4F G50国家自然科学基金项目G25 G51 G52 G25 G53 G30 G39 G54 G54 G2D G31 G31 G54 G26及上海市浦江人才计划G25 G51 G52 G2F G28 G39 G54 G55 G56 G39 G29 G54 G54 G2B G31 G31 G26

5、资助电化学G56 G57 G58 G33 G51 G59 G5A G28 G57 G5B G28 G36 G5A G36 G5C G3E G33 G57 G5C G5D G36 G37 G5E G35 G3E G33 G5F第G30 G39卷第G2B期G30 G24 G39 G2B年G39 G24月G60 G52 G40 G25 G53 G30 G39 G53 G53 G53 G51 G52 G25 G53 G2BG57 G4F G4C G25 G53 G53 G30 G24 G39 G2BG21 G22 G23 G21 G39 G24 G25 G39 G54 G30 G24 G3B G61

6、G4B G25 G3F G40 G3F G4F G4C G62 G52 G4F G63 G3F G44 G25 G39 G2B G31 G26 G29 G3CG53 G24 G25 G26 G27 G26 G28 G25 G29 G41 G53 G21 G25 G53 G22 G23 G24 G25 G26 G27 G28 G25 G29 G24 G2A G25 G53 G2A G2B G2C G2D G64 G53 G2B G2C G42 G2B G43 G41 G53 G29 G2D G2B G3A G29 G26 G31 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G

7、53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G53G2E G2F G26 G25 G30 G31 G32 G23 G33 G21 G39 G31 G31 G2D G3A G54 G29 G26 G39 G42 G30 G31 G39 G2B G43 G31 G2B G3A G31 G29 G2D G2B G3A G31 G2D G53G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G5

8、3 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G53 G21 G34 G26 G26 G35 G41 G65 G65 G3F G40 G3F G4F G4C G62 G52 G4F G63 G3F G44 G25 G66 G44 G4D G25 G3F G4E G4D G25 G4F G50锂离子电池具有工作电压高G27容量高G27自放电小G27循环寿命长G27无记忆效应以及无环境污染等显著优点G64是目前最具实用价值的移动电子设备电源及电动汽车动力电池G67 G39 G3A G29

9、G68G25 G53对于应用于电动汽车及大型储能装置中的大容量型动力锂离子电池G22限制其推广应用的主要因素是电池的循环性能G27安全性能和成本G25 G53电池制造过程中G22电极水分控制对于电池的循环寿命和安全性有着重要影响G67 G29 G3A G26 G68G25 G53吴宁宁等研究了锰酸锂体系锂离子电池水分控制方案及水分对电池的循环性能影响G67 G3B G68G25 G53张海林等对钴酸锂体系锂离子电池电极水分对其电化学性能及安全性能的影响进行了研究G67 G3C G68G25 G53 G69 G4D G62 G50 G4A等通过向钴酸锂和三元材料锂离子电池电解液中注水的方式研究了

10、水分含量对其性能的影响G67 G39 G31 G68G25 G53朱静等在钴酸锂体系的锂离子电池电解液中注水研究了高低温下水分对其电化学性能的影响G67 G39 G30 G68G25 G53吴凯等向电解液中定量注水G22研究了水分对钛酸锂锂离子电池胀气程度的影响G67 G39 G39 G68G25 G53 G6A G45 G6B G63 G46 G6C等将碳包覆磷酸铁锂正极材料浸入水中G22发现浸水后碳包覆层并不能保护磷酸铁锂材料G67 G39 G54 G68G25 G53徐丹等将磷酸铁锂材料浸泡在蒸馏水中G3C G2D G53 G63后G22在G30 G25 G2B G53 G22 G53

11、G29 G25 G2B G53 G60区间G27 G5C G61 G39 G31倍率的充放电测试表明G22蒸馏水浸泡的G5A G46 G5B G3F G55 G57G29和未经蒸馏水浸泡的G5A G46 G5B G3F G55 G57G29的首次放电比容量分别为G39 G54 G39 G25 G3B G53 G44 G59 G63 G29 G6BG3A G39和G39 G29 G31 G53 G44 G59 G63 G2A G6BG3A G39G22 G30 G31次循环后容量分别为G3C G2D G53G44 G59 G63 G2A G6BG3A G39和G39 G39 G26 G53 G4

12、4 G59 G63 G2A G6BG3A G39G64浸水后磷酸铁锂循环性能衰减严重G67 G39 G29 G68G25 G53王子君通过改变烘烤时间研究水分对软包磷酸铁锂电池胀气程度的影响G67 G39 G2B G68G25 G53但以上研究均没有涉及对极片水分含量的定量研究G25 G53自G39 G3C G3C G26年G6D G52 G52 G4E G3F G50 G52 G4D G6B G63首次提出具有橄榄石结构的磷酸铁锂正极材料以来G22经过多年的理论研究和产业化实践G22基于磷酸铁锂体系的动力锂离子以其安全性好G2B成本低G27寿命长已经应用于电动汽车电池及储能领域G67 G39

13、 G2D G3A G30 G31 G68G25 G53然而G22大容量磷酸铁锂动力电池制造过程中G22电池的一致性至关重要G22无论是车用动力电池系统还是大容量储能系统G22电池系统集成多为上百节甚至上千节单体电池混联使用G22系统的可靠性取决于最弱的一个电池G22系统的安全性取决于最不稳定的一个电池G22因此G22对单体电池的一致性要求要比消费品电子产品用电池高得多G25 G53电极片生产是锂离子电池生产中的核心环节之一G22电极水分是影响电池品质的重要技术指标G67 G29 G64 G53 G3C G64 G53 G39 G2B G64 G39 G3B G68G25 G53工业生产中对电池

14、极片的水分含量还没有精确的控制标准G22这是影响磷酸铁锂电池一致性的重要影响因素之一G25 G53目前G22对磷酸铁锂体系锂离子电池极片水网络出版时间：2015-11-11 16:04:06网络出版地址：http:/ G22 G23 G24年分控制工艺及水分含量对其电池电化学性能影响的系统性研究鲜见报道G25 G26本文制备了不同水分含量的磷酸铁锂电池G21并对其进行电化学性能测试和物理表征G21探索了锂离子电池的极片水分控制标准和水分控制工艺G21以期进一步改善磷酸铁锂体系锂离子电池实际生产工艺中一致性低的问题G25G21实验G21 G22 G21试剂与仪器磷酸铁锂G22 G27 G28 G

15、29 G21纯度G21 G2A G2A G25 G2B G2C G21杭州博骏科技有限公司G23 G21人造石墨G22纯度G21 G2A G2A G2C G21上海杉杉科技有限公司G24 G21日本超导炭黑G25 G2D G29 G21纯度G21 G2A G2A G25 G2B G2C G21上海翠科化工有限公司G24 G21聚氟乙烯G22 G29 G2E G2F G28 G21纯度G21G2A G2A G25 G2B G2C G24 G21 G30 G31甲基吡咯烷酮G22 G30 G32 G29 G21 G21 G2A G2A G25 G2B G2C G21上海凌峰化学试剂有限公司G24

16、G21隔膜G22 G33 G34 G35 G36 G37 G38 G39 G26 G21 G3A G22 G22 G26G29 G29 G3B G29 G3C G3B G29 G29 G24 G21特制电解液G22 G3D G2B G21 G23 G21天津中聚新能源设备有限公司G24 G25G3D G3A G23 G3E G28库仑法水分测试仪G22 G3D G3A G3F G3E G28 G21瑞士万通G24 G21单面转移式间歇涂布机G22 G40 G41 G31 G42 G2D G28 G43 G31 G3A G24 G2B G44 G2F G21江苏金帆展宇新能源科技有限公司G24

17、G21电化学工作站G22 G33 G45 G46 G44 G2B G43 G2F G21上海辰华仪器有限公司G24 G21蓝电电池测试系统G22 G33 G42 G21 G2B G2B G23 G47 G21武汉市蓝电电子有限公司G24 G21激光粒度仪G22 G47 G29 G47 G21 G2B G2B G2B G21 G32 G37 G35 G48 G34 G38 G49 G24 G21 G4A射线衍射仪G22 G4A G4B G2F G24G22 G47 G39 G48 G37 G49 G4C G34 G26 G3D型G21德国布鲁克公司G24 G21扫描电子显微镜G22 G2D G3

18、C G32 G21 G30 G4D G48 G37 G26 G30 G37 G49 G4D G2D G3C G32 G43 G24 G22型G4E美国G28 G3C G46公司G24 G25G21 G22 G23电池制备磷酸铁锂正极片的制备G26将活性物质G27 G28 G29 G27导电剂G2D G29 G27粘结剂G29 G2E G2F G28按质量比G2A G21 G4F G43 G4F G43以G30 G32 G29为溶剂制成浆料G21使用单面转移式涂布机将浆料涂布在铝G22 G47 G35 G24集流体上G21控制面密度为G21 G24 G3A G26 G36 G28 G50G31

19、G21G21烘干后将电极极片辊压至压实密度G21 G25 G21 G26 G36 G29 G4C G50G31 G3AG25石墨负极片的制备G26将活性物质石墨G27导电剂G2D G29 G27粘结剂G29 G2E G2F G28 G27按质量比G2A G3A G4F G3A G4F G43以G30 G32 G29为溶剂制成浆料G21使用单面转移式涂布机将浆料涂布在铜G25 G33 G51 G23集流体上G21调节面密度为G3F G21 G43 G26 G36 G29 G50G31 G21G21烘干后将电极极片辊压至压实密度G3F G25 G44 G26 G36 G29 G4C G50G31

20、G3A G26G21安全系数控制在G3F G25 G22 G24 G26 G52 G26 G3F G25 G3F G22之间G25 G26将焊接极耳后的磷酸铁锂正极片放置在湿度和温度一定的干燥间G21通过控制搁置时间及库仑法水分测试仪标定得水分含量G22 G25 G3A G53 G52 G26 G22 G25 G54 G55之间的正极片G25 G26将以上磷酸铁锂正极G27石墨负极G27隔膜采用叠片法制成G3D G24 G26 G50 G47 G56软包锂离子电池芯包G21封装铝塑膜G21注入一定质量的电解液G21抽真空得软包型磷酸铁锂锂离子电池G25G21 G22 G24分析测试使用G3D

21、G3A G3F G3E G28库仑法水分测试仪标定极片水分含量G25 G26使用单面转移式间歇涂布机涂布及干燥极片G25 G26采用电化学工作站在开路电压下G27 G3F G2BG31 G21G26 G45 G57 G26 G52 G26 G3F G2BG24G26G45 G57频率范围内进行交流阻抗测试G25 G26在G21 G25 G24 G26 G52 G26 G3A G25 G3D G26 G2E之间进行充放电测试G21测试其循环性能G27倍率性能G25 G26将循环后的电池拆解G21采用G2D G3C G32对样品的形貌进行分析G25 G26将循环后的正极片粉体剥离G21使用激光粒度

22、仪测试其粒径分布G25 G26使用G4A G4B G2F对样品进行物相分析G21辐射源为G33 G51 G26 G21G21G21管电压为G43 G2B G26 G58 G2E G21管电流为G43 G2B G26 G50 G47 G21扫描速率为G44 G21G29 G50 G59 G49G31 G3FG21扫描范围G21 G21为G3F G2B G21 G52 G26G3D G2B G21 G25G23结果与讨论G23 G22 G21水分对电池电化学性能的影响水分含量不同的正极片叠片法组装成电池的循环性能曲线示于图G3F G25 G26在前G24 G2B周循环中G21电极水分含量不同的电池

23、容量衰减率接近G21循环稳定G25 G26正极片水分含量在G2B G25 G43 G5A G52 G26 G2B G25 G24 G5B间的电池循环性能良好G21 G3F G33 G25电流密度G3F G54 G2B G26 G50 G47 G29 G36G31 G3FG23电流充放电循环G21 G2B G2B周后G21电池放电容量仍保持为初始容量的G2A G21 G25 G2A G5C G25 G26随着循环的进行G21正极片水分含量超过G2B G25 G44 G5D的电池容量急速衰减G21性能恶化G21循环G21 G2B G2B周后容量衰减至G54 G2A G25 G21 G26 G50

24、G47 G56 G29 G36G31 G3FG21仅为初始容量的G44 G3A G25 G3D G3F G2C G25 G26磷酸铁锂电池的循环性能与电极水分密切相关G25 G26这可能是由于充放电循环初始各电池极片析出的水分相差不多G21随着循环的进行G21水分含量较高G25超过G2B G25 G44 G5E G23的电池极片中有更多的水分扩散至电解液中G21与电解液中的锂盐发生反应产生了具有极强的腐蚀性G45 G28G5F G23 G24 G60G21破坏了锂电池结构G21导致电池容量衰减G25 G26尤其是随着充放电过程的进行G21 G45 G28含量越高的电池衰减越快G25 G26G2

25、6图G23 G26 G26不同含水量电池G23 G33循环性能曲线G28 G59 G36 G25 G26 G23 G26 G26 G33 G4D G50 G61 G37 G38 G37 G62 G59 G48 G34 G26 G4C G63 G4C G35 G59 G49 G36 G26 G61 G34 G38 G64 G4D G38 G50 G37 G49 G4C G34 G65 G26 G4D G64 G26 G27 G28 G29 G26 G27 G59 G62 G56 G59 G51 G50 G31G59 G4D G49 G26 G66 G37 G62 G62 G34 G38 G63

26、G26 G67 G59 G62 G56 G26 G39 G59 G64 G64 G34 G38 G34 G49 G62 G26 G67 G37 G62 G34 G38 G26 G4C G4D G49 G62 G34 G49 G62 G65 G26 G37 G62 G26 G3F G33 G26 G38 G37 G62 G34G43 G44 G44G21 G21牛俊婷等G21电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响第G21期G22图G23 G22 G22不同水分含量电池在G24 G25 G26 G27 G26 G21 G25倍率下的放电曲线G28 G29 G2A G2B G2C以及不同水分含量电池的倍率

27、性能对比G28 G2D G2CG2E G2D G2F G30 G31 G2E G32 G2E G2E G33 G34 G35 G36 G26 G37 G2F G38 G39 G3A G34 G3B G30 G36 G26 G39 G3C G3B G3D G36 G38 G26 G3E G3F G22 G40 G2D G41 G42 G24 G25 G2E G28 G29 G2C G43 G22 G40 G2D G41 G42 G32 G25 G22 G44 G45 G46 G47 G2E G40 G2D G41 G42 G48 G25 G2E G44 G25 G46 G47 G2E G40 G

28、2D G41 G42 G49 G25 G2E G44 G4A G46 G47 G2E G40 G2D G41 G42 G21 G25 G2E G28 G2B G46 G47 G2E G34 G4B G37 G2E G39 G3E G4C G4D G34 G3B G2F G38 G3E G4B G2E G3E G3F G2E G3B G34 G35 G36 G2E G39 G34 G4D G34 G4E G2F G4F G50G2F G35 G51 G26 G3E G3F G26 G40 G2D G41 G26 G4F G2F G35 G3A G2F G3C G4C G50 G2F G3E G4

29、B G26 G4E G34 G35 G35 G36 G3B G51 G26 G52 G2F G35 G3A G26 G37 G2F G3F G3F G36 G3B G36 G4B G35 G26 G52 G34 G35 G36 G3B G26 G39 G3E G4B G35 G36 G4B G35 G38 G26 G53 G2D G2C水分含量不同的正极片通过叠片法组装成电池G22在不同倍率下的放电曲线以及其倍率性能对比示于图G32 G54 G26在G32 G54 G21 G26 G27 G26 G48 G54 G55 G26 G56之间G22采用G24 G25 G26 G27 G26 G21

30、 G25恒定放电倍率进行放电测试G54 G26 G24 G25 G23电流密度G24 G57 G58 G26 G4C G29 G24 G30G50 G24G25倍率放电时G22电池正极片水分含量在G58 G54 G48 G59 G27 G26 G58 G54 G5A G21之间的电池的放电比容量接近G22约G24 G48 G58 G26 G4C G29 G3A G24 G30G2A G24G22有着平稳的放电平台G54 G26当电池正极片水分含量超过G58 G54 G5A G5B时G22电池的放电比容量急剧衰减到G24 G58 G58 G26 G4C G29 G3A G24 G30G2A G2

31、4G54 G26这说明当电池极片水分含量过多G22超过G58 G54 G5A G5C后G22电极水分对电池造成破坏性影响G22导致放电比容量降低G54 G26图G32 G29 G26 G45 G26 G25 G26 G4A G26 G2B中G24 G25 G26 G27 G26 G21 G25的多倍率放电曲线均显示G22电池极片水分含量在G58 G54 G48 G5D G27 G26 G58 G54 G5A G5E区间的电池放电比容较高且接近G22电池极片水分含量超过G58 G31 G5A G5F G22放电比容量急剧衰减G31 G2E从图G32 G2D中G24 G25 G2EG27 G2E

32、G21 G25的倍率性能对比也可看出G22 G24 G25放电时正极片水分含量在G58 G31 G48 G60 G27 G2E G58 G31 G5A G61区间的电池放电比容量较高且接近G31 G2E随着放电倍率的增大G23 G32 G25 G2E G27 G2E G21 G25 G25 G22电池极片水分含量超过G58 G31 G5A G62 G22容量衰减速度增大G31 G2EG49 G5A G57G21 G21电化学G21 G22 G23 G24年G25图G26 G25 G25不同水分含量G27 G28 G29锂离子电池循环G21 G2A G2A周后阻抗特性G28 G2B G2C G2

33、D G25 G26 G25 G25 G2E G2F G30 G31 G32 G33 G34 G35 G36 G34 G37 G38 G39 G3A G33 G31 G36 G35 G31 G27 G28 G29 G31 G27 G2B G3B G3C G2B G3D G37 G3E G2B G36 G39 G31 G3F G38 G3B G3B G33 G34 G40 G31 G38 G35 G3B G33 G34G21 G2A G2A G31 G3A G40 G3A G41 G33 G42 G31 G43 G2B G3B G3C G31 G44 G2B G35 G35 G33 G34 G33

34、 G39 G3B G31 G43 G38 G3B G33 G34 G31 G3A G36 G39 G3B G33 G39 G3B G42G31图G45 G31 G31不同水分含量G27 G28 G29锂离子电池化成后的阻抗特性G28 G2B G2C G2D G31 G45 G31 G31 G2E G2F G30 G31 G32 G33 G34 G35 G36 G34 G37 G38 G39 G3A G33 G31 G36 G35 G31 G27 G28 G29 G31 G27 G2B G3B G3C G2B G3D G37 G3E G2B G36 G39 G31 G3F G38 G3B G3B

35、 G33 G34 G40 G31 G43 G2B G3B G3C G31G44 G2B G35 G35 G33 G34 G33 G39 G3B G31 G43 G38 G3B G33 G34 G31 G3A G36 G39 G3B G33 G39 G3B G42图G45为水分含量不同的正极片叠片法组装成电池化成后的交流阻抗谱图G2D G31交流阻抗图由G23个半圆和G23条斜线组成G21高频区的半圆反应了界面上的电荷转移电阻G21高频区的半圆弧线曲线的直径越大G21说明材料颗粒之间的电荷转移电阻越大G21低频区的斜线为锂离子在固相电极材料种的扩散引起的G46 G47 G26 G48G49 G2

36、5从交流阻抗谱图可见G21电池高频区半圆与实轴的交点在电极水分含量超过G4A G49 G4B G4C时明显右移G21说明电池内部接触电阻在电极水分含量超过G4A G49 G4B G4D时明显增大G21这可能是由于电极水分含量超过G4A G49 G4B G4E的电池在电极表面生成的不溶吸附物较多G21导致电池内接触电阻增大G49 G31同时G21电极水分含量超过G22 G49 G24 G4F时圆弧半径增大G21可见其阻抗增大G21电极水分含量超过G22 G49 G24 G50会阻碍电化学反应的进行G21开始影响磷酸铁锂电池的电化学性能G49图G26为不同水分含量正极片叠片法组装成电池循环G21

37、G22 G22周后的交流阻抗谱图G49 G31电极水分含量G22 G49 G26 G51 G52 G31 G22 G49 G53 G54的电池循环G21 G22 G22周后G21中低频区直线的起始端出现了G47个新的圆弧G21随之高频区半圆半径逐渐减小G21从而使整个G55 G56 G2F曲线变成由两段不规则的圆弧和一条斜线组成G2D G31交流阻抗谱的中低频区出现的新圆弧可能与电池结构的破坏导致电化学脱嵌锂反应变慢有关G21使电池性能恶化G46 G21 G47 G48G2D G31电极水分含量低于G4A G2D G26 G57的电池循环G21 G4A G4A周后电池结构保持良好G21未出现新

38、的圆弧G2D G31可见G21电池的循环过程中少量水分的存在并不会对电池的结构造成破坏性影响G21当水分含量超过G4A G2D G26 G58时G21水分的存在会破坏电池结构G21影响电池的循环性能G2DG21 G22 G21水分对正极材料结构稳定性的影响图G24为不同水分含量正极片的电池G21 G4A G4A周循环后正极粉体的G59 G30 G5A谱图G2D G31使用碳酸二甲酯G22 G5A G5B G5C G23洗去正极片表面锂盐G21溶剂G5D G5B G29浸泡G24离心分离除去粘结剂G29 G5E G5A G28 G21烘干后的正极粉体进行G59 G30 G5A G31测试G2D

39、G31正极粉体包括商用碳包覆磷酸铁锂G24导电剂乙炔黑以及残存的少量G29 G5E G5A G28 G2D G31与磷酸铁锂的标准G29 G5A G28卡片比对可见G21不同水分含量的电池极片循环G21 G2A G2A周后衍射峰晶面的位置有所偏移G21主要衍射峰的位置基本相同G21晶型并未发生改变G21但随着水分含量的升高G21衍射峰强度逐渐增加G21可知样品中的晶粒在逐渐变大G2D不同水分含量正极片叠片法组装成的电池G21循环G21 G2A G2A周后拆解得到的正极片表面的G2F G55 G5B照片示于图G4B G2D G31对比循环前粉体图G22 G2E G25可以看出G21在循环后G26

40、种样品均在不同程度上发生了颗粒破裂G21G31图G24 G31 G31不同含水量电池循环后G21 G2A G2A周正极G59 G30 G5A谱图G28 G2B G2C G2D G31 G24 G31 G31 G59 G30 G5A G31 G32 G38 G3B G3B G33 G34 G39 G42 G31 G36 G35 G31 G27 G28 G29 G31 G33 G41 G33 G3A G3B G34 G36 G44 G33 G31 G38 G35 G3B G33 G34 G31 G21 G2A G2A G31 G3A G40 G3A G41 G33 G42 G31 G43 G2B

41、G3B G3C G31G44 G2B G35 G35 G33 G34 G33 G39 G3B G31 G43 G38 G3B G33 G34 G31 G3A G36 G39 G3B G33 G39 G3B G42G26 G4B G5FG21 G21牛俊婷等G21电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响第G21期水分含量超过G22 G23 G24 G21的颗粒破裂明显G25颗粒的破裂可能会影响磷酸铁锂电池的电化学性能G23不同水分含量正极片叠片法组装成电池循环G26 G22 G22周G22剥离正极片上的粉体进行粒径分布测试的结果详见表G27 G23 G28电极水分含量在G22 G23 G29 G2A G

42、2B G28 G22 G23 G21 G2C时正极粉体粒径较大G22电化学循环性能最优G22这可能归因于吸脱附过程相对较为频繁G22锂离子的不断嵌入和脱出会增大粒径G22循环G26 G22 G22周后粒径较大G23 G28电极水分含量在G22 G23 G2D G2E G2B G28 G22 G23 G29 G2F时正极粉体粒径较小G22这可能是由于捕获锂离子后在正极材料中滞留不再脱出G22仅进行一次脱吸附G22粒径相对于多次吸附的正极材料较小G22这可能也是其电化学性能并非最优的原因G23 G28电极水分含量在G22 G23 G24 G30 G2B G28 G22 G23 G31 G32的粉体

43、粒径较大G22循环G26 G22 G22周后其晶粒增大G22颗粒破裂G22锂离子通道减少G22电化学性能衰减G33 G26 G26 G34G23G21结论采用库仑法水分测试仪标定不同水分含量G23 G22 G23 G2D G21 G2B G28 G22 G23 G31 G35 G24的磷酸铁锂正极片G22将其制备成软包型锂离子电池G22进行电化学性能测试G23 G28电池循环性能及倍率性能与电极水分含量密切相关G23 G28电极水分含量超过G22 G23 G24 G36时G22电池循环性能和倍率性能降低G22放电比容量严重衰减G22循环G26 G22 G22周后容量衰减至G31 G37 G23

44、 G26 G28 G38 G39 G3A G25 G3BG3C G27G22仅为首周容量的G24 G2D G23 G3D G27 G3E G22且电池内阻增大G22电化学阻抗增加G23 G28电池极片在实际生产中的装配环节会吸收水分G22导致其电化学性能衰减G23 G28本文提出了磷酸铁锂系锂离子软包电池在实际生产中电极水分含量需低于G22 G23 G24 G3F的控制标准G22以保证单体电池的一致性G22提高商用化磷酸铁锂软包电池的循环性能G23 G28限于实验采用符合实际工厂生产条件的大型设备G22影响因素较多G22电极水分含量低于G22 G23 G24 G40的控制标准还需进一步探究充足

45、的理论依据G23参考文献G21 G22 G23 G24 G23 G25 G23 G26 G27 G23 G28 G22 G23G33 G27 G34 G28 G28 G39 G41 G38 G42 G43 G44 G28 G45 G25 G28 G46 G42 G41 G42 G47 G48 G49 G43 G28 G4A G28 G45 G23 G28 G4B G4C G4D G4E G44 G4D G43 G3B G28 G4F G50 G51 G51 G50 G41 G28 G4F G42 G51 G51 G50 G41 G4D G50 G47 G33 G4A G34 G23 G28 G

46、52 G42 G3CG51 G4C G41 G50 G25 G28 G26 G22 G22 G3D G25 G28 G29 G21 G27 G53 G31 G27 G31 G37 G54 G55 G28 G24 G21 G26 G3C G24 G21 G31 G23G33 G26 G34 G28 G28 G46 G42 G41 G42 G47 G48 G49 G43 G28 G4A G28 G45 G25 G28 G39 G41 G38 G42 G43 G44 G28 G45 G23 G28 G56 G47 G47 G4C G50 G47 G28 G42 G43 G44 G28 G48 G3A

47、 G42 G4E G4E G50 G43 G3B G50 G47 G28 G57 G42 G48 G4D G43 G3B G28G41 G50 G48 G3A G42 G41 G3B G50 G42 G4F G4E G50 G28 G4E G4D G51 G3A G4D G4C G38 G28 G4F G42 G51 G51 G50 G41 G4D G50 G47 G33 G4A G34 G23 G28 G52 G42 G51 G4C G41 G50 G25 G28 G26 G22 G22 G27 G25 G28 G29 G27 G29 G53 G24 G3D G24 G27 G54 G55

48、G28G2D G21 G37 G3C G2D G24 G31 G23G33 G2D G34 G28 G28 G58 G3A G49 G4C G28 G59 G25G28 G5A G42 G43 G3B G28 G5B G25G28 G58 G3A G4C G28 G5C G25G28 G50 G51 G28 G42 G4E G23G28 G5D G41 G42 G5E G3A G50 G43 G50 G28 G38 G49 G44 G4D G57 G4D G50 G44 G28 G5F G4D G5B G50 G60 G61G29G28G48 G42 G51 G3A G49 G44 G50 G

49、28 G38 G42 G51 G50 G41 G4D G42 G4E G47 G28 G57 G49 G41 G28 G3A G4D G3B G3A G28 G5E G49 G62 G50 G41 G28 G4E G4D G51 G3A G4D G4C G38 G28 G4D G49 G43 G28 G4F G42 G51 G51 G50 G41 G4D G50 G47 G33 G4A G34 G23 G28G4A G49 G4C G41 G43 G42 G4E G28 G49 G57 G28 G45 G42 G51 G50 G41 G4D G42 G4E G47 G28 G63 G3A G50 G38 G4D G47 G51 G41 G64 G25 G28 G26 G22 G27 G27 G25 G28 G26 G27 G53 G27 G22 G54 G55 G28 G2D G2D G21 G2D G3C G2D G2D G21 G3D G23G33 G29 G34 G28 G28 G65 G4C G42 G43 G3B G28 G59 G28 G4A G53黄学杰G54 G23 G28 G66 G4E G50 G48 G51 G41 G4D G48