段 锐,郑 刚,钟明明,鲁劲华

（合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽 合肥 230011）

磷酸铁锂（LiFePO4）正极锂离子电池具有高安全、长寿命和低成本等优势,在储能和新能源汽车等领域应用广泛[1]。容量和循环性能是电池非常重要的技术指标,关系到车辆的成本及性能。在实际生产中,LiFePO4电池存在初始容量低、循环后容量抬升严重的问题,即电池分容容量偏低,材料比容量发挥不足,但在后期循环中容量却不断抬升,最高值可达到初始容量的110%,抬升次数为20～200次不等。这一问题会带来许多负面影响:①达不到设计要求,良品率下降,制造成本增加;②组成的电池包初始能量密度偏低,影响车辆使用体验;③循环活化后容量增长不一、活化时间不等,造成电池一致性差,给电池配组带来困难,增加后期循环失效的风险。循环容量抬升问题亟待解决,但目前受到的关注还不多,相关文献研究不足。

本文作者通过对浸润、极化和材料活化等3个影响因素的分析,较系统地研究循环容量抬升问题,并提出改善方法,以期将循环容量抬升控制在较小的范围内,解决异常抬升造成的影响。

1 实验

1.1 软包装全电池的制备

实验使用2种LiFePO4材料,分别是小粒径LiFePO4（合肥产,电池级）和大粒径LiFePO4（合肥产,电池级）。

以N-甲基吡咯烷酮（NMP,山东产,99.9%）为溶剂,将正极活性物质LiFePO4、导电炭黑SP（上海产,电池级）、石墨烯（广东产,电池级）和聚偏氟乙烯PVDF（日本产,电池级）按质量比96.0∶0.5∶1.0∶2.5混合,得到固含量为 58%的正极浆料。以水为溶剂,将负极活性物质石墨（湖南产,≥99%）、丁苯橡胶（SBR,日本产,≥90%）、羧甲基纤维素钠（CMC,日本产,电池级）和导电炭黑SP按质量比95.5∶1.5∶1.2∶1.8混合,得到固含量为56%的负极浆料。……