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石墨负极的压实密度对软包锂离子电池性能的影响

2017-04-10孟繁慧高俊奎

化学工业与工程 2017年2期

江 欢,徐 强*,孟繁慧, 周 江,高俊奎

(1.天津大学化工学院,天津 300072; 2.天津力神电池股份有限公司,天津 300384)

锂离子电池具有高电压、高比能量、无记忆效应、自放电率小、安全性能好、污染小和寿命长等特点[1-2],在通信、交通、电网等领域已经得到广泛的应用。由于石墨负极材料具有可逆容量高(理论比容量高达372 mAh/g)、电压平台低且平、价格低廉以及安全性能好等优势[3-5],目前已经在商品化锂离子电池中得到了广泛的应用。近年来,随着通讯技术的快速发展,一些电子移动设备如手提电脑和智能手机等对锂离子电池的体积能量密度的要求越来越高,迫切需要对锂离子电池的正负极材料加以改性[6]。为了提高石墨负极材料的性能,可以采取两种方式:一种是向石墨负极中掺杂一定量的硅材料[7-9],另一种是提高石墨负极的压实密度[10]。虽然上述2种方法均能够提高锂离子电池的体积能量密度,但由于硅负极的电化学性能尚不是非常完善,而且掺杂硅容易引起石墨负极发生膨胀并降低电池的循环性能。因此,提高石墨负极的压实密度是一项切实可行的技术路线,但负极压实密度过大和过小都不利于电池综合性能发挥,只有压实密度适中时电池综合性能才能发挥最好。主要因为压实密度影响极片的电导率和电解液浸润性,压实密度增大电导率升高,而电解液润湿性下降,两者作用方向相反,因此需要一个合适的压实密度[10-11]。目前,工业上石墨负极常用的压实密度为1.3~1.7 g/cm3[12]。……

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