锂离子电池优缺点是什么?怎么制作锂电池电极浆?
来源:宝鄂实业
2020-02-09 11:03
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锂离子电池优点
聚合物锂电池电压高,单体电池的工作电压高达3.7~3.8V(磷酸铁锂电池的是3.2V),是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍。
容量大,材料能达到150mAh/g以上的比容量,比能量3~4倍于Ni-
Cd,2~3倍于Ni-MH。
循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。
安全性能好,无公害,无记忆效应。
自放电小,室温下充满电的Li-ion Batteries储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于Ni-Cd和Ni-MH电池。
可快速充放电,1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,现在磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。
工作温度范围高,工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。
锂离子电池缺点
合格率:不合格率高,大约有1%的聚合物锂离子电池因种种原因不合格。不耐受过充:过充电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,可导致电池寿命缩短。
不耐受过放:过放电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命。
成本高:如橄榄石型的磷酸铁锂材料,具有安全性高(不存在爆炸的理论危险),使用寿命长、可以大电流充放电等优异性能。但是生产成本高、材料堆积密度小,不利于生产控制。另外锂离子电池需要多重保护机制:由于错误使用会减少寿命,甚至可能导致爆炸,所以,锂离子电池设计时增加了多种保护机制。如保护电路:防止过充、过放、过载、过热。
怎么制作锂电池电极浆?
锂电池电极制浆主要有原料预处理、混和、干粉分散、稀释四个步骤,将正极或负极活性物质按一定比例与专用导电剂、粘结剂和溶剂混合均匀,并调制成浆。
锂电池浆料控制点:
1.粘度
2.颗粒度3.固含量
工序控制点:
1.搅拌速度
2.搅拌温度
3.搅拌浓度
4.真空度
锂电池正极制浆
原料预处理:正极活性物质、导电剂、粘结剂常压烘烤脱水、溶剂采用干燥分子筛或者特殊取料设施脱水。
原料混和:a.粘结剂的溶解及热处理;b.活性物质和导电剂球磨
干粉分散:粘结剂液体浸湿固体,挤出气体的过程正极材料中的所有组分均能被粘结剂溶液浸湿,所以正极料粉分散相对容易分散方法:静止法(分散时间长,效果差,但不损伤材料原结构)搅拌法(时间短,效果佳,但有可能损伤材料自身结构)搅拌速度越高,分散越快,但对材料自身结构和对设备损伤大,搅拌温度适宜的温度,浆料流动性好,易分散,太热浆料容易结皮,太冷流动性降低搅拌浓度:越小,分散越快,但过稀导致材料浪费和浆料沉淀加重真空度:高真空度有利于材料缝隙和表面气体排出,降低液体吸附难度,易于分散均匀
稀释:将浆料调整为合适的浓度,便于涂布
锂电池负极制浆
负极制浆原理与正极制浆原理相同
注意点:
a.石墨与粘结剂溶液极性不同,不易分散,可先用醇(乙醇、异丙醇)水溶液初步润湿,再与粘结剂溶液混合;
b.适当降低搅拌浓度,提高分散性;
c.分散过程为减少极性物与非极性物间的距离,提高势能或表面能,为吸热反应,适当升高搅拌温度,提高流动性,降低分散难度。