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《湖南大学》 2013年
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锂离子电池低温性能影响因素的分析与研究

胡悦丽  
【摘要】:锂离子电池作为新一代清洁且可再生的的能源系统,具有能量密度高、寿命长、无污染等优点,成为能源中研究的焦点,将逐步取代传统的镍氢、镍镉、铅酸等能源电池,已经被广泛的应用到手机、数码相机、笔记本电脑等各个领域。虽然锂离子电池具有多方面的优点,但也存在一些缺点,如电池的低温性能、倍率性能、安全问题等制约着锂离子电池在其他领域中广泛的应用。 本文主要针对电池的低温性能对电池制作过程中所使用的导电剂、电解液、正极材料、粘结剂及工艺压实密度对电池低温性能的影响进行了分析研究,具体研究内容主要有以下几点: (1)首先分析了导电剂及电解液对电池低温性能及其他电化学性能的影响,实验采用碳纳米管和SP为导电剂,首先注入普通型电解液,研究导电剂对电池低温性能的影响。实验结果显示采用碳纳米管导电剂电池的低温性能要比SP导电剂电池的低温性能好,在0℃下低温放电容量占常温放电容量分别为95.39%和69.36%。然后再注入动力型电解液。实验结果显示在0℃至-10℃的低温环境下,注入动力型电解液两种电池的低温性能相差不大,在-10℃下,低温放电容量占常温放电容量的比例分别为86.89%和86.86%,但在-5℃低温下,注入动力型电解液两种电池的低温性能要优于注入普通电解液电池的低温性能。 (2)其次分析了锰酸锂正极材料、三元材料及磷酸铁锂正极材料对电池低温性能的影响。实验结果显示,动力型锰酸锂正极材料的低温性能比普通型材料的低温性能要好,0℃下低温放电容量占常温放电容量的比例分别为94.28%和78.64%,三元材料和普通锰酸锂材料的低温性能相接近,低温放电容量占常温放电容量的比例为78.79%,铁锂材料电池的低温性能不及上述两种材料的低温性能,低温放电容量占常温放电容量的比例为71.82%。 (3)再次分析了粘结剂及压实密度对磷酸铁锂电池低温性能的影响,实验结果显示三种不同的粘结剂低温放电容量占常温放电容量的比例分别为71.82%、77.88%、78.85%。实验制作三种压实密度分别为1.7g/cm~3、1.8g/cm~3、1.9g/cm~3电池,实验结果显示,压实密度为1.8g/cm~3电池的低温性能最好。 (4)最后分析了恒流及阶梯式化成方式对电池低温性能的影响,实验结果显示在一定范围内化成电流的大小对电池性能并无多大影响,而化成的方式对电池的低温性能有一定的影响,恒流化成电池要优于阶梯式化成电池。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM912

【参考文献】
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