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石墨负极材料形态对LiFePO4动力电池性能的影响*

2016-08-13邓昌源王海涛焦奇方刘家捷饶睦敏

新能源进展 2016年3期

陈 鹏,钱 龙,邓昌源,王海涛,焦奇方,刘家捷,饶睦敏†

(1. 深圳市沃特玛电池有限公司,广东 深圳 518118;2. 北京理工大学珠海学院化工与材料学院,广东 珠海 519088)

石墨负极材料形态对LiFePO4动力电池性能的影响*

陈 鹏1,钱 龙1,邓昌源1,王海涛1,焦奇方1,刘家捷2,饶睦敏1†

(1. 深圳市沃特玛电池有限公司,广东 深圳 518118;2. 北京理工大学珠海学院化工与材料学院,广东 珠海 519088)

本文分别以树脂包覆天然石墨(RCNG)、人造石墨(AG)和中间相碳微球(MCMB)为负极材料,制备了三种不同的圆柱形磷酸铁锂(LiFePO4)动力电池。通过X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的晶体结构与形貌进行表征,并采用多种手段测试了各动力电池的电化学性能。结果显示,磷酸铁锂/中间相碳微球(LFP/MCMB)电池表现出较为优异的电化学低温、倍率和循环性能,其在 -20℃下的1 C容量保持率为61.04%,6 C高倍率容量保持率和温升分别为87.52%和24.8℃,3 C循环1 000次后容量保持率为93.81%。

LiFePO4;石墨;动力电池;电化学性能

0  引 言

磷酸铁锂(LiFePO4)属于橄榄石型结构,为正交晶系,属Pbmn空间群,理论比容量170 (mA·h)/g[1-3],其具有安全性能高,循环寿命长,倍率性能好,工作温度范围宽,原料丰富、清洁环保等优异特性,被广泛应用于动力电池领域[4]。为提高国内电动车产业的竞争力,实现对国外汽车工业的“弯道超车”,磷酸铁锂动力电池必将得到快速的发展。磷酸铁锂正极材料在全充态下体积变化很小,而碳负极材料体积膨胀率达10% ~ 12 %,快速充放电过程中容量衰减明显,如何改善磷酸铁锂/石墨体系电池的倍率性能、提高其快速充放电的使用寿命成为了行业研究的热点[5-7]。……

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