鋰電池UPS_鋰電池包專業(yè)制造商-湖南存能電氣股份有限公司
新聞資訊欄目BANNER圖片
行業(yè)新聞

導(dǎo)電劑對磷酸鐵鋰電池充放電性能有何影響

來源:存能電氣  日期:2019-03-11 14:10  瀏覽量:

  導(dǎo)電劑對磷酸鐵鋰電池充放電性能有何影響?導(dǎo)電劑的首要作用是提高電子電導(dǎo)率。在極片制作時通常加入一定量的導(dǎo)電劑,在活性物質(zhì)之間與集流體起到收集微電流的作用,能加強(qiáng)磷酸鐵鋰電池的導(dǎo)電性。

  導(dǎo)電劑對磷酸鐵鋰電池充放電性能有何影響?

磷酸鐵鋰電池c.jpg

  在磷酸鐵鋰電池漿料的制備過程導(dǎo)電劑的加入仍是必不可少的。添加導(dǎo)電劑,可以使其在LiFePO中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),收集微電流,減小電極的接觸電阻,加速電子的遷移速率,從而提高LiFePO的充放電性能。

  磷酸鐵鋰材料由于具有成本低、環(huán)境相容性好、比容量較高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),成為一種極具應(yīng)用潛力的鋰離子電池正極材料。由于磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電率低,在配料時需加入一定量的導(dǎo)電劑,導(dǎo)電劑比表面積大,單位質(zhì)量顆粒多,有利于在電極中開成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電網(wǎng)絡(luò),從而提高電極的導(dǎo)電率,有助于磷酸鐵鋰電池的容量發(fā)揮和降低電池極化內(nèi)阻。

  常用的導(dǎo)電劑有碳黑、石墨、碳纖維、金屬纖維等。高結(jié)構(gòu)炭黑顆粒細(xì),網(wǎng)狀鏈堆積緊密、比表面積大,有利于在電極中形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu)。其中在眾多炭黑種類中以乙炔黑(AB)為最佳。一般認(rèn)為,乙炔黑晶格化程度低,鋰離子在其中嵌入與脫出的吉布斯自由能相差不大;又因?yàn)橐胰埠诘膶?dǎo)電率較大,且電阻放熱較小,故其影響磷酸鐵鋰電池安全性的程度較小。

  石墨和碳纖維具有導(dǎo)電性好、密度小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及化學(xué)穩(wěn)定性等特性,也常被用作鋰離子電池正極材料的導(dǎo)電劑。碳納米管作為一種納米纖維材料,有很高的長徑比,較大的比表面積和好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,理論上是鋰離子電池理想的導(dǎo)電劑。

  導(dǎo)電劑的含量對于提高LiFePO4磷酸鐵鋰電池的充放電性能也有明顯的影響。導(dǎo)電劑含量太低則難以形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),不能形成足夠的電子導(dǎo)電通道,不利于大電流充放電;含量太高則降低了活性物質(zhì)的相對含量,使電池的體積比容量降低。

  在磷酸鐵鋰電池正極材料中采用1%CNT+3%superP+1%KS-6復(fù)合添加劑,可以發(fā)揮復(fù)合添加劑的協(xié)同作用,可以有效提高電芯的整體性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,電芯分容比容量達(dá)到146.32mAh/g,高于采用CNT+superP復(fù)合添加劑的電芯分容比容量139.06mAh/g;

  前者電芯分容后內(nèi)阻平均值為1.0mΩ,而后者是3.25mΩ。此外,添加CNT+SP+KS-6復(fù)合添加劑電芯的自放電小,電池循環(huán)性能優(yōu)良,電池經(jīng)過2165次循環(huán),容量保持率為91.78%,電池循環(huán)壽命預(yù)計(jì)可達(dá)4000以上(80%DOD),可以滿足動力電池和儲能磷酸鐵鋰電池的需求。

  導(dǎo)電劑的含量會影響電池哪些性能?

導(dǎo)電劑.jpg

  a.導(dǎo)電劑在電極中的作用是提供電子移動的通道,導(dǎo)電劑含量適當(dāng)能獲得較高的放電容量和較好的循環(huán)性能,含量太低則電子導(dǎo)電通道少,不利于大電流充放電;太高則降低了活性物質(zhì)的相對含量,使電池容量降低。

  b.導(dǎo)電劑的存在可以影響電解液在磷酸鐵鋰電池體系內(nèi)的分布,由于受鋰離子電池的空間限制,注入的電解液量是有限的,一般是處于貧液狀態(tài),而電解液作為電池體系內(nèi)部連接正負(fù)極的離子體,其分布對鋰離子在液相中的遷移擴(kuò)散有著至關(guān)重要的影響。

  目前碳納米管和石墨烯均可做成導(dǎo)電漿料,價格比普通炭黑SP貴很多。炭黑是非常成熟的導(dǎo)電劑,價格比較穩(wěn)定。CNT和石墨烯未來隨著規(guī)?;?yīng)的提高,其價格下降空間相對較大,未來應(yīng)用前景客觀。

  C.當(dāng)導(dǎo)電劑的含量達(dá)到一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)就行,太多只會減少電極密度,使容量下降,而太少則會導(dǎo)致電極中活性物質(zhì)利用率低,且高倍率放電性能下降。

  作為磷酸鐵鋰電池關(guān)鍵非主材之一的導(dǎo)電劑,在整個鋰離子極片上起到了非常重要的作用,它最基本的功能就是導(dǎo)電。雖然其在電池中所占的份量較少,但很大程度地影響著鋰離子電池的性能,對改善電池循環(huán)性能、容量發(fā)揮、倍率性能等有著很重要的作用。

分享到:

Copyright ? 2017 - 2024 湖南存能電氣股份有限公司 版權(quán)所有  
承接業(yè)務(wù): ups鋰電池組 鋰電池ups 鋰電ups Power by  megopzb3.cn網(wǎng)站地圖
湘ICP備2022010253號
關(guān)注我們: