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怎么提升鋰離子電池穩(wěn)定性?

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年11月23日  

關(guān)于目前的新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō),重要是用的是三元鋰離子電池,部分車(chē)型使用的是磷酸鐵鋰離子電池,而這兩種電池均屬于液態(tài)鋰離子電池。不過(guò)關(guān)于這種電池來(lái)說(shuō),雖然相比之前的鎳電池能量密度更高,但是依然存在發(fā)熱現(xiàn)象。以純電動(dòng)汽車(chē)為例,采用快速充電樁進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間充電,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)加劇,就會(huì)導(dǎo)致熱量上升,嚴(yán)重的話會(huì)發(fā)生熱失控現(xiàn)象。


鋰離子電池進(jìn)步困難的原因,除了發(fā)熱現(xiàn)象之外,還有就是材料方面。鋰作為電極目前最為合適,而這就導(dǎo)致了只能去優(yōu)化另一極的材料和改善電解液、隔膜。比如說(shuō),可以降低隔膜的電阻,新增導(dǎo)電性,擴(kuò)大鋰離子透過(guò)率,從這一方面提升整體的能量密度和穩(wěn)定性。但是這種方式操作空間較小,每年的進(jìn)步幅度也比較有限。


鋰離子電池的火災(zāi)危險(xiǎn)性重要由電池內(nèi)部各部分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)熱量多少?zèng)Q定。鋰離子電池的火災(zāi)危險(xiǎn)性歸根結(jié)底取決于電池材料的熱穩(wěn)定性,而電池材料的熱穩(wěn)定性又取決于其內(nèi)部各部分之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。目前,人們重要借助于差示掃描量熱儀(DSC)、熱重分析儀(TGA)、絕熱加速量熱儀(ARC)等來(lái)研究電池相關(guān)材料的熱穩(wěn)定性。


通過(guò)對(duì)現(xiàn)有正極材料進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合,可以進(jìn)一步提升鋰離子電池的穩(wěn)定性。表面修飾和電子結(jié)構(gòu)的調(diào)整,比如說(shuō)在表面包覆一層二氧化錳,可以抑制揚(yáng)的擴(kuò)散,不僅能夠改善它容量的穩(wěn)定性,也能夠很好地提升它的倍率性能。


提高鋰離子電池材料表面氧的熱穩(wěn)定性,能夠有效地抑制富鋰猛基材料衰退提高材料的穩(wěn)定性。目前,引起人們重視的鋰鹽有LiFSI雙(氟磺酸)亞胺鋰]和硼基鋰鹽。其中,雙草酸硼酸鋰(LiBOB)的熱穩(wěn)定性較高,分解溫度為302℃,可在負(fù)極形成穩(wěn)定的SEI膜。LiBOB作為鋰鹽和添加劑可以改進(jìn)電池的熱穩(wěn)定性。


鋰離子電池正極材料可以通過(guò)優(yōu)化合成條件,改進(jìn)合成方法,合成熱穩(wěn)定性好的材料;或使用復(fù)合技術(shù)(如摻雜技術(shù))、表面包覆技術(shù)(如涂層技術(shù))來(lái)改善正極材料的熱穩(wěn)定性。


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