高倍率鋰電池LiFePO4的放電性能與分散劑的關(guān)系

　　高倍率鋰電池被廣泛應(yīng)用于電腦、電動(dòng)工具、手機(jī)等新一代便攜式電子產(chǎn)品中，并在電動(dòng)自行車、混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用，這對(duì)于高倍率鋰電池的放電性能提出了更高的要求。

　　因此，有關(guān)高倍率鋰電池放電性能的影響因素的研究不斷開展。曾有研究人員對(duì)不同電極配方，不同制作工藝，不同電解質(zhì)的高倍率鋰電池放電性能進(jìn)行了對(duì)比，認(rèn)為影響電池高倍率放電性能的因素包括電極的配方涂敷厚度、電解質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，并總結(jié)了制作高倍率鋰電池時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的諸多因素。

　　經(jīng)多項(xiàng)研究顯示，在電極配方方面，磷酸亞鐵鋰因具有原料資源豐富、價(jià)格便宜、環(huán)境友好、安全、環(huán)保、無毒無污染、比容量高、循環(huán)性能優(yōu)異、高溫特性好等眾多優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是最有潛力的下一代高倍率鋰電池正極材料之一。并且除了之前研究涉及的對(duì)其放電性能的影響因素外，近期另有科研人員發(fā)現(xiàn)分散劑的加入量對(duì)LiFePO4鋰電池的放電性能有著顯著影響。

　　超細(xì) LiFePO4正極材料粒度小，比表面積大，在勻漿過程中很難均勻分散，從而導(dǎo)致漿料黏度過高或固含量過低，進(jìn)而導(dǎo)致涂布困難甚至無法涂布，而分散劑可以有效地降低顆粒表面能，改善 LiFePO4正極材料的分散性，保證勻漿和涂敷過程順利進(jìn)行，并最終提升電池的綜合性能。

　　實(shí)驗(yàn)采用粒度分析、流變分析、掃描電子顯微鏡法等技術(shù)研究了PVP分散劑添加量對(duì)超細(xì) LiFePO4正極漿料粒度分布及流變性的影響規(guī)律。通過配方優(yōu)化，制作了高倍率放電 18650型 LiFePO4鋰離子電池，并對(duì)其循環(huán)及倍率等性能進(jìn)行了對(duì)比研究。

結(jié)果顯示：

　?、僭?LiFePO4漿料中添加 PVP分散劑可有效提高漿料分散性，隨著PVP加入量的提升，LiFePO4 漿料的粒度先減小后增大，漿料黏度逐漸減小，漿料從非牛頓流體向牛頓性流體轉(zhuǎn)變，PVP加入量在 0.4%至0.8%的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的分散效果。

　?、谂c未添加分散劑電池相比，添加 0.5%PVP分散劑的 LiFePO4圓型電池可得到優(yōu)異的大電流循環(huán)和倍率性能。

　　③1.5A充電10A放電循環(huán)944次后，容量保持率在 90%以上。

　?、茈姵?0A大電流放電容量可達(dá)到標(biāo)稱容量的94.6%。

　　由此可知，高倍率鋰電池的放電性能不僅與電池正極材料有關(guān)，而且與其分散劑的用量有著極大的關(guān)聯(lián)，這一發(fā)現(xiàn)為后續(xù)制造和研究高倍率鋰電池提供了可靠的理論依據(jù)。

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