磷酸鐵電池充電和放電性能的導(dǎo)電劑分析

導(dǎo)電劑對(duì)磷酸鐵鋰充放電性能的影響 　　在制備電池膏的過(guò)程當(dāng)中，導(dǎo)電劑的加入仍然是必要的。導(dǎo)電劑的加入可以使LiFePO形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，收集微電流，下降電極接觸電阻，加速電子遷移速度，從而提高LiFePO的充放電性能。 　　常用的導(dǎo)電劑有炭黑、石墨、碳纖維、金屬纖維等。高結(jié)構(gòu)碳黑顆粒細(xì)，網(wǎng)狀鏈排列緊密，比表層積大，有利于電極內(nèi)形成導(dǎo)電鏈結(jié)構(gòu)。乙炔黑(AB)是最好的炭黑。乙炔被認(rèn)為具有較低的黑度，并且嵌在乙炔中的鋰離子的吉布斯自由能與釋放的鋰離子的吉布斯自由能相差不大。乙炔黑電導(dǎo)率高，熱釋放電阻小，對(duì)電池安全性影響不大。石墨和碳纖維由于其優(yōu)良的導(dǎo)電性、低密度、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，常被用作鋰電池正極材料的導(dǎo)電劑。碳納米管作為一種納米纖維材料，具有高縱橫比、大比表層積和良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。鄧凌峰等比較了顆粒狀導(dǎo)電炭黑和線性碳纖維作為導(dǎo)電劑對(duì)鋰電池性能的影響。 　　導(dǎo)電劑的含量對(duì)LiFePO4的充放電性能有顯著影響。如果導(dǎo)電劑含量過(guò)低，就很難形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，也不可形成足夠的電子導(dǎo)電通道，不利于大電流的充放電。如果含量過(guò)高，活性物質(zhì)的相對(duì)含量會(huì)下降，電池的比容量會(huì)下降。 　　導(dǎo)電劑的分散性對(duì)材料的性能也有顯著影響。Dominko等研究表明，添加2wt%均勻分散炭黑比添加10wt%不均勻分散炭黑具有更好的電化學(xué)性能。黑田東彥等人也遇到了類似的問(wèn)題。范長(zhǎng)玲等人用LiFePO4/C作為正極活性材料，用高導(dǎo)電性聚苯胺(PAN)代替AB作為導(dǎo)電劑進(jìn)行恒流充放電試驗(yàn)。結(jié)果表明，PAN制備的LiFePO4/C的極化率高于Ab 　　充放電容量隨電流密度的增大而增大。張杰等研究了Coqin black RKB的添加量和KB在LiFePO4正漿料中的分散對(duì)電極涂層的附著力和電池充放電循環(huán)性能的影響 　　比較了KB電池和ablifep04電池的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，高速剪切可以有效解決磷酸鐵鋰電極漿料制備過(guò)程當(dāng)中KB容易團(tuán)聚的問(wèn)題，提高電池漿料的分散性，增強(qiáng)正極鍍層的附著力 　　kb太多或太少都會(huì)影響電池性能。當(dāng)KB用量為3%時(shí)，1C倍增器的放電容量可達(dá)141 mAh/g左右。 　　LiFePO4的充放電機(jī)理 　　在LiFePO4的充放電過(guò)程當(dāng)中，晶體中P043-的存在限制了Li+的移動(dòng)空間范圍，使得Li+的分層僅僅是一個(gè)二維的移動(dòng)過(guò)程。因此，當(dāng)電流較高時(shí)，LiFePO4的電導(dǎo)率較低，離子擴(kuò)散較小，容量損失較大。人們提出了不同的假說(shuō)來(lái)解釋這一現(xiàn)象。Padhi等人認(rèn)為，在LiFePO4的充放電過(guò)程當(dāng)中，單元界面產(chǎn)品的Li+轉(zhuǎn)移速率是固定的，界面由粒子外部向內(nèi)部移動(dòng)，面積不斷縮小。當(dāng)所有接口區(qū)域的總和不足以支持放電電流時(shí)，放電終止。放電電流越大，嵌在LiFePO4顆粒中的Li+濃度越小，LiFePO4的體積損失越嚴(yán)重。 ? 聲明：本網(wǎng)站所發(fā)布文章，均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)，不代表本站觀點(diǎn)，如有侵權(quán)，請(qǐng)致郵sales@greenway-battery.com刪除。