锂离子电池碳负极及高容量18650型电池的工艺和性能研究

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1、硕十学位论文摘要通过组装模拟半电池(锂片I隔膜(有机电解液)l碳负极)，利用恒电流充放电、循环伏安、电化学交流阻抗、扫描电镜和差热扫描等测试手段，从电极、电解液和极片制造工艺等几个方面对碳负极及其与电解质的界面(SEI膜)情况进行了研究。研究表明，中间相碳微球(CMS)是一种优良的锂离子电池负极材料。将水性胶粘齐U(BinderA1应用于CMS负极，半电池的性能优良，其能够替代PVDF在碳负极中使用，且当它的含量为6％时，碳负极的综合性能最佳；但在碳负极中使用水性胶粘剂，相比于PVDF，电极制各

2、过程中的各项工艺控制要求比较高，电极压制方式和体积密度等对电池优异性能的实现都至关重要。在碳电极中加入导电碳黑能够减小电极的内阻，改善电极的大电流充电性能和循环性能；但其也提高了半电池的首次不可逆容量，降低了半电池的实际可逆充放电容量。对碳负极与电解质的界面研究表明，当电解液体系中混合溶剂EC：DEC：EMC=I：O．5：0．5时，电解液(1mol／L的LiPF6／(EC+DEC+EMC))与电极的相容性最好；同时，随着电池循环次数的增加和电极中锂离子含量的增多，碳负极与电解质的界面阻抗变大；且

3、相比于零充电状态下，满充电状态下的电极界面SEI膜的热分解触发温度要低，热稳定要差。将研究所用的碳负极体系应用于18650型锂离子电池，利用中试生产线，进一·步研究总结出一个优良的工艺流程，制造出了高容量18650型电池，并对其进行了性能测试。对最终确定的18650型电池的性能测试表明，电池的额定容量达到了2300mAh以上，内阻小于70mQ，电池的高、低温性能，环境适应性和安全性均达到了国标GB／T18287．2000的要求。关键词：高容量18650型锂离子电池；碳负极；水·眭胶粘剂；工艺；S

4、EI膜锂离子电池碳负极及高容量18650型电池的工艺和性能研究AbstractTheeffectsoffactors，suchaselectrode，electrolyteandtechnicsofpreparationofelectrodeoncarbonaceousanodeandtheinterfacebetweenanodeandelectrolyte(SEI)wereinvestigatedbytestingsimulatedhalf-cellsassembled(LimetalIse

5、parator(organicelectrolyte)lcarbonaceousanode)intermsofConstantCurrent(CC)，CyclicVoltammetry(CV)，ElectrochemicalImpedanceSpectra(EIS)，ScanningElectronMicroscope(SEM)andDifferentialScanningCalorimetry(DSC)．Theresultsshowthatcarbonaceousmesophasespheru

6、les(CMS)isanexcellentanodematerialforlithium—ionbattery,propertiesofhalf-cellsinwhichwater-basedbinder(BinderA)wasusedaregood，andthebestwhenthecontentofwater-basedbinderis6％．Water-basedbinder(BinderA1CanbeagoodsubstitutionofPVDF,butitsrequirementstot

7、echnicsofpreparationofelectrodeisstrictercomparedtoPVDF,forexample，densityofvolumeandcompressionmodeofelectrodeiscriticaltothepropertiesofcells．TheconductiveadditiveofcarbonblacktoCMSanOdeCanreducetheinternerresistanceandimprovetheperformancesofcharg

8、eatalargecurrentandcycle，butenhanceinitialirreversiblecapacityanddepresspracticalreversibledischarge／chargecapacity．Theinvestigationstotheinterfacebetweenanodeandelectrolyreshowthatthecompatibilityofelectrolyte(1mol／LLiPF6／rEC+DEC+EMC))toCMSanodeisth