张若涛,李 蒙,刘艳侠,2∗,赵冲冲

(1.郑州中科新兴产业技术研究院,河南郑州 450000;2.中国科学院过程工程研究所,离子液体清洁过程北京市重点实验室,北京 100190)

随着无人机、电动工具等应用领域的快速发展,高倍率锂离子电池已成为研究的热点[1-2]。无人机锂离子电池正常使用倍率为2～4C,瞬时使用倍率将超过15C。大电流持续放电将导致电池寿命变短,因此,提升无人机用锂离子电池的使用寿命已成为亟待解决的突出问题。

目前报道的高倍率锂离子电池寿命都不长。容亮斌等[3]研究石墨形貌等对锂离子电池性能的影响,发现二次造粒型石墨负极制备的磷酸铁锂锂离子电池具有较好的倍率性能和循环性能,以6C在2.00～3.65 V循环200次,容量保持率为91.06%。黄锋涛[4]以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极材料、石墨为负极材料制备高功率锂离子电池,以1C充电、5C放电,在4.2～3.0 V循环900次,容量保持率为87.0%。延长电池寿命的方法,大多集中在材料或设计方面,需要从材料、设计及制备工艺等方面进行整体优化。

本文作者以LiCoO2为正极活性材料,两种粒径的人造石墨为负极活性材料,探究石墨比表面积和粒径对电池性能的影响;再选择倍率性能好的人造石墨,研究压实密度对电池性能的影响;最后,进行涂覆面密度与化成工艺的优化,开发长寿命高倍率无人机用锂离子电池。

1 实验

1.1 浆料的配制

活性物质LiCoO2(湖南产,电池级)、导电剂超导炭黑Super-Li(瑞士产,电池级)、碳纳米管(CNT,江苏产,电池级)、黏结剂聚偏氟乙烯(PVDF,美国产,电池级)和分散剂N-甲基吡咯烷酮(NMP,江苏产,电池级)的质量比为93.5∶3.0∶0.5∶3.0∶80.0。……