锂离子电池过放循环研究

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1、工程硕士学位论文锂离子电池过放循环研究RESEARCHONOVERDISCHARGECYCLEOFLITHIUMIONBATTERY梁世硕2010年6月国内图书分类号：TM912.9学校代码：10213国际图书分类号：621.355密级：公开工程硕士学位论文锂离子电池过放循环研究硕士研究生：梁世硕导师：尹鸽平教授副导师胡刚教授申请学位：工程硕士学科：化学工程所在单位：比亚迪股份有限公司答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM912.9U.D.C:621.355Dis

2、sertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONOVERDISCHARGECYCLEOFLITHIUMIONBATTERYCandidate：LiangshishuoSupervisor：Prof.YingepingViceSupervisor：Prof.HugangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ApplicationChemistryAffiliation：BYDCO.,Ltd.D

3、ateofDefence：June,2010egree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要锂离子电池过放电会严重影响其正常使用，本文研究了锂离子电池过放和过放循环对电池性能的影响。通过SEM，ICP，EIS，三电极，气相色谱等方法，全面研究和分析了电解液添加剂，聚合物电解质和正极材料对过放及过放循环性能的影响，找到了改善过放循环性能的方法。锂离子电池一次过放至0.2V~0.0V，负极电位上升到Cu对Li的氧化电位，

4、铜箔开始溶解，铜离子迁移到正极，在正极表面还原析出，负极表面SEI膜被破坏，导致容量恢复率下降，厚度和内阻增加。ICP和EIS分析显示，过放电压越低和过放循环次数越多，正极片上析出的Cu越多，容量恢复率越低，厚度和内阻增加越多。随着过放电压降低和过放循环次数增加电化学阻抗值逐渐增大。气相色谱分析表明，过放循环产生的气体主要成份是CH4，C2H4，C2H6，主要由电解液成份EC，DEC，EMC还原分解产生，大部分气体是再充电时电解液在负极发生还原反应形成SEI膜所产生，小部分气体是电池过放时在正极发生还原反应所产生

5、。电解液成膜添加剂VC，PS，LiBOB首次充电时能优先于电解液分解，形成稳定的SEI膜，能够改善锂离子电池的过放及过放循环性能。聚合物电池过放和过放循环性能好于液态电池。聚合物电解质与负极片表面紧密粘接在一起，使得SEI膜更加稳定，改善了过放和过放循环性能。聚合物电解质中添加SiO2，进一步提高了界面稳定性，能够进一步改善过放和过放循环性能。过放循环3次，磷酸铁锂电池容量恢复率都能达到100%，厚度和内阻变化较小。镍钴酸锂电池过放循环性能也很好。过放循环性能从好到差是：磷酸铁锂电池＞镍钴酸锂电池＞钴酸锂和镍钴酸

6、锂混合电池＞钴酸锂电池。关键词：锂离子电池；过放电；正极材料；聚合物电解质；电解液添加剂-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTheoverdischargbadlyaffectthenormallyusingoflithiumionbattery.Inthisdissertation,theeffectofoverdischargeandoverdischargecycleontheperformanceoflithiumionbatterywereresearched.Theeffectofel

7、ectrolyteadditiveontheperformanceofoverdischargeandoverdischargecyclewerefullystudiedandanalyzedusingSEM，ICP,EIS,threeelectrodeandGC,aswellastheeffectofthepolymerelectrolyteandpositivematerial.Themethodthatimprovingthetheoverdischargeandoverdischargecycleperf

8、ormanceoflithiumionbatterywasobtained.Whenlithiumionbatterywasoverdischargedto0.2V~0.0V,anodepotentialriseto2+Cuvs.Lioxidizepotentialandcopperfoilwasdissolved,Cumovetopositivesurfaceandwa