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正极集流体铝箔高温预处理的耐蚀性研究

2012-03-06马平平夏定国刘振刚

电源技术 2012年5期

马平平,夏定国,刘振刚,陈 宇,胡 朴

(1.北京中新联科技股份有限公司,北京100041;2.中国钢研科技集团公司,北京100081;3.北京大学工学院,北京100871)

锂离子电池集流体的腐蚀行为是影响电池使用寿命和安全性的重要因素之一[1-2]。锂离子电池具有很宽的电压窗口,如LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4等材料的充放电平台都在3 V以上。在此高电位下正极集流体很容易发生氧化腐蚀而减短了电池的使用寿命,因此锂离子电池的正极集流体要具有高的稳定性,满足在高电位时不发生氧化腐蚀[3]。目前高电导率价格低廉的铝箔被广泛的用于商业化锂离子电池正极集流体。通常铝的表面可以形成一层致密的铝氧化物钝化膜,以至于铝作为正极集流体时阳极氧化腐蚀速率缓慢[4]。但是这种在大气中自发形成的钝化膜厚度仅为0.4~5 nm,所以这种氧化膜的强度和耐蚀性能都较差,在电池长期使用时也会发生腐蚀溶解。铝的表面腐蚀形成可溶性的Al3+会造成电解液的污染,并且可能在负极还原沉积生成金属Al枝晶,会直接影响电池的使用寿命和安全性能[5-6]。因此通过氧化后处理的方法在铝箔表面生成一层钝化膜保护层是提高集流体耐蚀性的有效途径。

本文商业铝箔分别在250℃和400℃进行高温预处理,利用循环伏安扫描、电化学阻抗、计时电流等方法研究了铝箔集流体预处理前后在BLE-802电解液体系中的耐蚀性能。

1 实验

1.1 铝箔的预处理

将铝箔经化学除油、清洗、干燥后,转入管式炉中在空气气氛下分别在250℃和400℃热处理不同时间,升温速率为5℃/m in。……

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