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锂离子电池多层复合电极结构研究进展

2021-10-20高可心余天玮常增花李国华王建涛

材料工程 2021年10期
关键词:结构设计结构

高可心,余天玮,权 威,常增花,李国华,王建涛

(1 有研科技集团有限公司 国家动力电池创新中心,北京 100088;2 国联汽车动力电池研究院有限责任公司,北京 100088;3 北京有色金属研究总院,北京 100088)

锂离子电池因具有能量密度高、功率密度高、自放电率低等特点,被广泛应用于新能源领域[1-2]。随着锂离子电池技术的持续进步,在各类电子产品、电动汽车、储能电站等新兴应用领域对电池技术提出了更高的要求,尤其对能量密度、安全性和快速充放电的要求越来越高[3-4]。同时,建立在安全和高能量密度的基础上,电池还需要满足长的使用寿命及低成本的要求。然而,目前的电池技术还无法满足锂离子电池的所有要求[5]。

锂离子在正负极之间嵌入脱出的定向移动,从而实现了电池的化学能与电能之间的相互转换。锂离子电池主要由正极极片、负极极片、隔膜和电解液构成。电池的整体性能与各个组成密切相关[6-7],电池电极是电池的重要组成部分,其结构对电池的电化学性能和安全性能有重要影响。锂离子电池电极由活性颗粒、导电剂和黏结剂按照一定比例与溶剂均匀混合成浆料,涂覆在集流体上,然后通过干燥辊压制备而成。而与电极中的活性涂层相接触的两个表面,即活性涂层靠近隔膜处的上表面和活性涂层靠近集流体处的下表面,其稳定性和导电性的发挥对电池的整体性能起到了重要的作用。对于上表面来说:隔膜将正负极片相互隔开,锂离子穿过隔膜往返于正负极之间,在负极一侧,易发生析锂现象;……

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