鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:957次 | 2022年04月18日
鋰電池高倍率性能提升的方法有什么
①材料選擇
通常而言提升動(dòng)力鋰離子電池倍率性能重要是從材料的選擇上入手,常溫20℃下,LCO材料的電子電導(dǎo)率最低僅為5x10-8S/cm,而NCM111材料電子電導(dǎo)率可達(dá)2.2x10-6S/cm,隨著鎳含量的進(jìn)一步提高,三元材料的電子電導(dǎo)率也明顯提高,NCM8111材料的電子電導(dǎo)率更是達(dá)到4.1x10-3S/cm,離子電導(dǎo)率方面也表現(xiàn)出了同樣的趨勢(shì),LCO材料在20℃下,離子電導(dǎo)率僅為2.3x10-7S/cm,而NCM111材料離子電導(dǎo)率為3.2x10-6S/cm,NCM532位1.7x10-3S/cm,NCM622位3.4x10-3S/cm,NCM811材料更是達(dá)到了6.3x10-3S/cm。
②配方優(yōu)化
決定鋰離子電池倍率性能的另外一個(gè)關(guān)鍵在于電池的配方設(shè)計(jì),在鋰離子電池內(nèi)部存在離子導(dǎo)電和電子導(dǎo)電兩種導(dǎo)電形式,其中離子導(dǎo)電重要包括Li+在電解液、電極內(nèi)部孔隙和活性物質(zhì)內(nèi)部的擴(kuò)散,電子導(dǎo)電重要是活性物質(zhì)顆粒之間的導(dǎo)電。
鋰離子電池的高倍率性能是幾種導(dǎo)電形式的綜合體現(xiàn),在壓實(shí)密度過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致電極孔隙率急劇下降,導(dǎo)致離子擴(kuò)散阻抗新增,而壓實(shí)密度較低時(shí)又會(huì)導(dǎo)致接觸阻抗的新增,因此只有合適的壓實(shí)密度才能在保證鋰離子電池優(yōu)異的倍率性能的同時(shí)也兼顧了高能量密度的特性。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
③電池結(jié)構(gòu)的選擇
關(guān)于倍率性電池如何控制放電過程中的溫度也是一個(gè)非常重要的問題,在大電流放電過程中鋰離子電池會(huì)出現(xiàn)大量的熱量,熱量在鋰離子電池內(nèi)部的積累會(huì)導(dǎo)致溫度的升高,出現(xiàn)較大的溫度梯度,因此鋰離子電池內(nèi)部衰降的不一致,影響鋰離子電池的壽命。如何選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)就變的尤為重要。
④提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率
鋰離子要在正、負(fù)極之間來回穿梭,就如同在電解質(zhì)和電池殼體所構(gòu)成的游泳池里面游泳,電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率如同水的阻力相同,對(duì)鋰離子游泳的速度有非常大的影響。目前鋰離子電池所采用的有機(jī)電解質(zhì),不管是液體電解質(zhì),還是固體電解質(zhì),其離子電導(dǎo)率都不是很高。電解質(zhì)的電阻成為整個(gè)電池電阻的重要組成部分,對(duì)鋰離子電池高倍率性能的影響不容忽視。
⑤降低電池的內(nèi)阻
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
一般在正極活性物質(zhì)內(nèi)部會(huì)添加導(dǎo)電劑,從而降低活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與正極基體/集流體的接觸電阻,改善正極材料的電導(dǎo)率(離子和電子電導(dǎo)率),提升倍率性能。