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海南自行车环岛赛投:复合导电添加剂对磷酸铁锂电池性能的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-01
    磷酸铁锂材料由于具有成本低、环境相容性好、比容量较高、稳定性好等优点,成为一种极具应用潜力的锂离子电池正极材料。由于磷酸铁锂材料的导电率低,在配料时需加入一定量的导电剂,导电剂比表面积大,单位质量颗粒多,有利于在电极中开成链式导电网络,从而提高电极的导电率,有助于磷酸铁锂的容量发挥和降低电池极化内阻。
 
    常规生产中,一般采用SP 和KS-6导电添加剂来提高极片的导电性和改善极片的柔韧性。碳纳米管(CNT)的电导率较高且具有一维结构,以碳纳米管为导电添加剂可以显着提高正极的导电性。与颗粒状导电剂相比,纤维状导电剂,如气相法生长碳纤维、碳纳米管等,有较大的长径比,有较大的比表面积和好的导电导热性能,有利于形成导电网络,且导电性更好。实验表明,若在纤维状导电剂中加入颗粒状导电剂,就可以相得益彰,发挥每种材料的优势。
 
    Thorat等人以碳纤维(CF)为导电添加剂,电极构成为8%碳纤维、84%磷酸铁锂和8%聚偏氟乙烯,制作的2048型电池最大充电比功率为3882W/kg;锂等通过固相混合了碳纳米管、磷酸铁锂粉体和粘结剂,所得电极在0.1C的放电比容量比加碳纤维时约高20mAh/g,在1.0C倍率下放电比容量超过146 mAh/g。
 
    北京理工大学的邓龙征、吴锋等专家提出,在磷酸铁锂电池正极材料中采用1%CNT + 3%super P +1% KS-6复合添加剂,可以发挥复合添加剂的协同作用,可以有效提高电芯的整体性能。实验数据表明,电芯分容比容量达到146.32 mAh/g,高于采用CNT + super P复合添加剂的电芯分容比容量139.06 mAh/g;前者电芯分容后内阻平均值为1.0mΩ,而后者是3.25mΩ。此外,添加CNT + SP +KS-6复合添加剂电芯的自放电小,电池循环性能优良,电池经过2165次循环,容量保持率为91.78%,电池循环寿命预计可达4000以上(80%DOD),可以满足动力电池和储能电池的需求。
    使用复合导电添加剂的磷酸铁锂电池循环性能比较图
    (1C,25℃)


 
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