方法提高鋰離子電池的高溫性能

(1)鋰離子電池制造的材料改進(jìn)

針對(duì)鋰離子電池在高溫下循環(huán)性能差的問(wèn)題，可以對(duì)陽(yáng)極材料進(jìn)行改性，提高其在高溫下的循環(huán)性能。目前，陽(yáng)極材料改性重要包括本體相摻雜和表面改性。

方法提高鋰離子電池的高溫性能

本體相摻雜包括陽(yáng)離子摻雜、陰離子摻雜、復(fù)合摻雜等。陽(yáng)離子摻雜重要針對(duì)錳酸鋰材料。加入低價(jià)陽(yáng)離子后，錳元素在晶體中被部分取代，提高其平均價(jià)態(tài)，降低晶格常數(shù)，從而降低錳的溶解。另一方面，取代陽(yáng)離子與氧的結(jié)合強(qiáng)度高于錳離子與氧的結(jié)合強(qiáng)度，使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，抑制了jahn-teller效應(yīng)的發(fā)生。常用的摻雜陽(yáng)離子元素有鋁、鎂、鐵、鎳等。陰離子摻雜重要有F、Cr、s2*等。這些電負(fù)性陰離子被用來(lái)部分取代氧離子，以提高材料的穩(wěn)定性。復(fù)合摻雜是指多種陽(yáng)離子和陰離子的摻雜[21-]。

體摻雜方法可以在一定程度上改善電池的循環(huán)性能，但會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池初始容量的降低。到目前為止，還沒(méi)有找到理想的摻雜方法。該表面改性方法可以減少材料與電解質(zhì)的直接接觸，降低材料的比表面積，從而減少金屬離子的溶解。最常用的方法是使用金屬氧化物、金屬氟化物和穩(wěn)定的陽(yáng)極材料來(lái)涂覆材料。

除了對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行修飾外，還通過(guò)石墨負(fù)極涂層來(lái)減少電解液中金屬離子在負(fù)極表面的沉積。

(2)鋰離子電池對(duì)電解液的改善

鋰離子電池電解液的改進(jìn)重要是通過(guò)改變導(dǎo)電鹽和使用電解液添加劑來(lái)改善其循環(huán)性能。

電解液中HF的存在是電池正極材料溶解的重要原因，所以減少HF的出現(xiàn)可以減少正極材料的溶解。通過(guò)使用LiBOB鋰鹽，可以防止HF的出現(xiàn)，減少金屬鐵的溶解，提高磷酸鐵鋰離子電池的高溫循環(huán)性能。采用LiC104導(dǎo)電鹽、LiBF4和LiBOB混合導(dǎo)電鹽，改善磷酸鐵鋰離子電池高溫循環(huán)性能。此外，硅烷等有機(jī)硅除水添加劑可以用來(lái)減少HF的出現(xiàn)。

除了防止金屬正離子的溶解外，還要減少金屬離子在電解液中沉積在石墨表面。添加劑抑制金屬離子在石墨表面沉積有兩種方法。一是在負(fù)極表面形成致密的鈍化膜，阻礙金屬離子與石墨電極的接觸，減少金屬離子的沉積。另一種是通過(guò)將金屬離子與電解質(zhì)結(jié)合來(lái)抑制其沉積。

(3)新粘合劑

粘結(jié)劑是鋰離子電池電極的主要組成部分，對(duì)電池性能有著重要的影響。與PVDF粘結(jié)劑相比，CMC粘結(jié)劑鋰離子電池具有更好的循環(huán)性能和倍增器性能。