影响锂电池的倍率机能、放电容量和利用寿命

时间:2019-08-13
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  5%导电剂的极片电解液浸湿速度最小,这与孔布局特征相关,如图4-6所示,导电剂含量少(3%)时,活性物质颗粒之间的孔腔内几乎没有导电剂具有,跟着导电剂含量添加(5%),活性物质颗粒之间的孔腔没填充着导电剂,构成了导电剂域内的藐小孔隙,而导电剂进一步过量(7%)时,因为导电剂高度团聚,在孔腔内的导电剂又会构成导电剂域内的较大孔隙。导电剂内部的藐小孔隙晦气于电解液扩散,因而分析成果如表4-2所示。

  按照公式2-1b,横坐标为孔隙率*孔径的平方根,纵坐标为浸湿速度,做线性拟合,拟合相关性不是出格好,如图3-3所示。

  极片种的孔能够分为两类,(I)大孔,电池电解液颗粒之间的孔隙;(II)小孔,颗粒内部的孔隙。孔腔之间通过喉道联通。从图平分析计较两类孔的参数,列入表2-3,负极总孔隙率比正极大,负极平均孔径也比正极大,负极小孔占总孔比值高,孔隙联通性更好,图2-6是正负极极片描摹对比。因而,负极浸湿速度更快。

  尝试测试采集到的典型质量—时间曲线如下图所示,极片浸入电解液后,概况接收电解液,质量敏捷添加。之后,电解液在电极孔隙内浸湿,质量慢慢添加,电解液浸湿速度次要阐发这个过程的曲线求得,电解液下降分开极片后质量敏捷降低,再电极概况的电解液滴落质量慢慢下降。

  电极中的电解质润湿过程是由毛细管力驱动的自觉液体吸附过程,忽略惯性和重力的影响,因而,电极中电解液分量随时间变化的关系可用批改的 Lucas-Washburn 方程描述、即公式 2-1a 和 2-1b 。

  尝试安装如下图所示,安装处于惰性气体庇护空气中。电解液容器放置在可加热的起落平台上,平台起落通过电机驱动,能够切确节制位移。极片样品吊挂在电子天平上,节制起落平台使极片样品淹没在电解液中5mm。数据采集器及时记实样品分量添加数据,通过质量—时间(m—t)数据阐发极片的电解液浸湿速度。

  极片的电解液浸湿对机能影响很大,电解液浸湿结果欠好时,离子传输路径变远,障碍了锂离子在正负极之间的穿越,未接触电解液的极片无法参与电池电化学反映,同时电池界面电阻增大,影响锂电池的倍率机能、放电容量和利用寿命。

  对电解液浸湿阶段的曲线a,横坐标为时间的平方根,纵坐标为质量/(样品横截面积·电解液密度),作图。对曲线进行线性拟合,直线斜率即为电解液浸湿速度K。

  石墨负极的电解液浸湿速度大于正极,这与孔隙率和孔径相关,而浸湿速度还遭到孔布局特征影响,好比孔腔之间的喉道尺寸,小孔和大孔的比例与分布等。而孔布局次要能够通过辊压工艺,材料描摹,导电剂含量等节制。

  负极极片电解液浸湿速度比正极极片大(0.244 0.175),负极吸附电解液更快。

  图3-4是四种极片的描摹,片状石墨倾向于平行集流体陈列,并且跟着压实添加,这种平行陈列倾向添加,如图3-8所示。