放电倍率对蓄电池循环性能影响

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1、研究与设计放电倍率对锂离子蓄电池循环性能的影响李艳，胡杨，刘庆国(北京科技大学固体电解质研究室,北京100083)摘要：通过对常温不同放电倍率的18650型锂离子蓄电池循环性能的测试表明,2C高倍率循环的锂离子蓄电池,300次容量衰减率为18.8%,而1C和0.5C放电倍率循环的电池容量衰减率分别为14.2%和10.5%。高倍率循环的Li-CoO2/石墨系锂离子蓄电池容量衰减严重。X射线衍射法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)、扫描电子显微镜法+数量的减少及扩散通道阻塞,是引(SEM)分析表明,循环后的正极材料结构有明显的改变,负极表面膜增厚,导致Li起锂离子蓄

2、电池容量衰减的基本原因。关键词：放电倍率;容量衰减;循环性能;锂离子蓄电池中图分类号：TM912.9文献标识码：A文章编号：1002-087X(2006)06-0488-04Influenceofdischargerateoncyclingperformanceoflithium-ionbatteryLIYan,HUYang,LIUQing-guo(LaboratoryonSolidStateElectrolyte,BeijingUniversityofScienceandTechnology,Beijing100083,China)Abstract:Capacit

3、yfadeof18650-typelithium-ionbatteriescycledwithdifferentdischargeratesweretestedatambienttem-perature.At2Cdischargerate,thecapacitydecayswere18.8%oftheinitialcapacityafter300cycles.At1Cand0.5Cdis-chargerate,thecapacitydecayswereonly14.2%and10.5%,respectively.Itisindicatedthatthecapacit

4、yfadewasfasterathighratecycling.Beforeandaftercycling,cathodeandanodeelectrodematerialshadbeenexaminedbyusingXRD,TEMandSEM.TheresultsshowedthatanobviouschangeinthestructureoftheLiCoO2wasfoundandSEIprecipitationlayeratthesurfaceofanodeparticlesbecamethicker,resultinginthecapacityfadeoft

5、helithium-ionbattery.Keywords:dischargerate;capacityfade;cyclicperformance;lithium-ionbatteryLiCoO2为正极材料的锂离子蓄电池以其高比能量、高比电流小于等于90mA(0.05C)。为了研究放电倍率对锂离子功率和良好的循环性能等优点,在民用负载可充电池中仍然蓄电池的影响,放电制度分别采用0.5C(0.90A)、1C(1.80占有主导的地位。了解其循环性能及容量衰减机制是锂离子A)、2C(3.60A)恒流放电,直至电压小于等于2.75V。所有数蓄电池研究领域的重要课题。容量衰

6、减不同程度地与以下几据由金诺(兰电)电子有限责任公司生产的电池自动充放电点因素相关[1]仪自动采集。为了在相同放电条件下比较电池的容量衰减情:(1)锂的沉积;(2)电解液的分解;(3)活性物质的溶解;(4)电极材料的相转变;(5)表面膜不断生长。况,每50次循环间隔,进行一次1C充放电,用这次放电容量这些现象的发生与充放电制度有着密切的关系,我们重点研来考察并计算放电速率对锂离子蓄电池容量的影响。究放电制度对容量衰减的影响,通过对18650型锂离子蓄电1.2X射线衍射池在不同放电倍率下容量的量化测量,以及X射线衍射法用日本理学D/Max-3B型X射线衍射仪对循环前后

7、电池(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)、扫描电子显微镜法极片做X射线衍射测试,采用CuKa靶,管电压为45kV,电(SEM)的辅助分析,提出锂离子蓄电池衰减的基本原因。流为40mA,扫描速度4°/min,扫描范围10°～90°。1实验1.3LiCoO2的电子衍射和显微形貌观察1.1电性能测试使用JEM100C型透射电镜,加速电压100kV,对循环前后的电池极片做电子花样衍射(SAD)和透射电子显微所有实验研究均采用标称容量为1800mAh(LiCoO2/1mol/LLiPF6EC-DEC/石墨)18650型锂离子蓄电池,充电制(TEM)形貌观察。用Hitac