粘结剂对C_LiFePO_4_石墨电池电化学性能的影响_刘云建

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1、第40卷第1期中南大学学报(自然科学版)Vol.40No.12009年2月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Feb.2009粘结剂对C-LiFePO4/石墨电池电化学性能的影响刘云建，李新海，郭华军，王志兴，胡启阳，彭文杰，杨勇，梁如福(中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙，410083)摘要：采用商品化的LiFePO4作为原料，对比水系粘结剂和油性粘结剂(PVDF)对LiFePO4电池初始放电容量、循环性能，倍率性能和内阻的影响。利用XRD对循环后的电池正极进行分析。研究结果表明，油性粘结剂体系中LiFePO4的容

2、量较高，首次放电容量达到124mA·h/g，且循环性能较好，200次循环容量保持率为96.3%。发现水性粘结剂电池循环后LiFePO4结构变化较大。水性粘结剂的倍率性能良好，1C(C为充放电倍率)容量是0.1C的92.2%，而对于油性粘结剂，1C容量是0.1C的85.5%；水性体系中电极界面阻抗要小于油性体系中的界面阻抗，并且水性粘结剂电池的内阻要小于油性粘结剂的内阻。关键词：LiFePO4；粘结剂；循环性能；倍率性能；交流阻抗中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1672−7207(2009)01−0031−05InfluenceofbinderonperformanceofC

3、-LiFePO4/graphitebatteryLIUYun-jian,LIXin-hai,GUOHua-jun,WANGZhi-xing,HUQi-yang,PENGWen-jie,YANGYong,LIANGRu-fu(SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:ThecommercialLiFePO4wasusedtoproducefullbattery.Thefirstdischargecapacity,cycleperformanc

4、e,rateperformance,andimpedanceofbatterywithwater-binderbatteryandPVDF-binderbatterywerecompared.TheexperimentindicatesthatthebatterywithPVDF-bindershowsahighercapacity.Thefirstdischargecapacityis124mA·h/g.Italsoshowsagoodcycleperformance,andthecapacityretains96.3%after200cycles.Thebatterywithwate

5、r-bindershowsagoodrateperformance,andtheratioof1C/0.1Cis92.2%comparedwithPVDF-binderbattery’s85.5%.Impedancespectraanalysesindicatethattheimpedanceofcathodeinterfacewithwater-binderislowerthanthatofcathodeinterfacewithPVDF-binder.Andtheimpedanceofbatterywithwater-binderbatteryislowerthanthatwithP

6、VDF-binder.Keywords:LiFePO4;binder;cycleperformance;rateperformance;ACimpedance橄榄石形结构的LiFePO4作为锂离子蓄电池新型目前，随着LiFePO4正极材料的逐渐产业化，[4−5]正极材料，以其较高的理论比容量(170mA·h/g)、适中LiFePO4电池的制作也逐渐成为人们研究的热点。[6]的电压平台、良好的循环性能、安全性能以及原料广由于LiFePO4的电导率比较低，锂离子扩散系数比泛、对环境友好、价格便宜，而受到国内外研究者的较低，所以，一般在合成过程中，都把LiFePO4的颗[1−3]广泛关注。随着

7、研究的深入，LiFePO4电池被认为粒控制在3~10µm，以希望提高其电化学性能。由于是新一代EV和HEV动力电源的理想选择。LiFePO4的颗粒细小，所以，在涂布过程中，容易出收稿日期：2007−12−26；修回日期：2008−03−26基金项目：国家重点基础研究资助项目(2007CB613607)通信作者：李新海(1962−)，男，湖南邵阳人，教授，从事能源材料及电化学研究；电话：0731-8836633；E-mail:lyji