锂离子电池正极材料高温循环性能的研究

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锂离子电池在高温下充放电普遍存在容量衰减较快等问题,从而导致电池的性能大大下降,因此随着锂离子电池的不断开发和应用,其高温循环性能研究成为目前的研究热点之一。  采用钴酸锂、包埋镍酸锂以及质量比为7:3、5:5和6:4的锰酸锂和包埋镍酸锂复合正极材料组装成18650型锂离子电池,在4.20-2.75V间和1C充放电电流条件下分别进行了25℃和55℃循环性能研究。研究发现,在循环过程中,钴酸锂、包埋镍酸锂、锰酸锂与包埋镍酸锂配比为5:5的复合正极材料不仅具有较高的充放电容量,而且表现出较好的室温和高温循环性能。并对样品进行了SEM和XRD表征。  为进一步提高锂离子电池的热稳定性,利用coated-LiNiO2容量高和LiMn2O4稳定性高的优势,将两者混合使用,改善材料的综合性能。研究表明,正极材料中LiMn2O4的添加可使电池的热稳定性有很大程度的改善。确定了锂离子电池在高温下发生爆炸的主要原因是正极/电解液或负极/电解液间发生了剧烈的放热反应,为锂离子电池的热稳定性改善提供了依据。  锂离子电池的耐过充性主要由正极材料的过充稳定性决定,coated-LiNiO2、1号正极材料、2号正极材料和3号正极材料的过充稳定性较高。利用不同脱锂态正极组装的电池的过充实验结果,解释了锂离子电池过充发生爆炸的主要原因,为今后电池材料的选择提供了科学依据。造成各种电池耐过充性差异的根本原因是脱锂后的正极材料本身不同的稳定性。  质量比为5:5的锰酸锂与包埋镍酸锂复合正极材料具有性价比的优势,是锂离子动力电池的优选正极材料。
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