影响锂离子电池高倍率充放电性能的因素

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1、———一一二二]盈匝圈区爿■———————————⋯————————一————————一————————一—————————————————，“一工大学擞授化工赍泺有效利第作者简介：宋怀河，男，1967年6月生，北京化，博士生导师，”工艺专业工学用国家重点实验室副主任，获。1997年毕业于中国科学院山西煤炭化学研究所化学博士学位。主要从事先进炭材料的研究与开发，具体方向包括沥青基炭材料、碳蚋米材料、复合材料、储能发材料海离子电池和超级电容器用炭材料)和介孔炭材料等。多次作为骨干和项目负责人承担st家和省部级研究项目，在(Chin．C

2、omm_》，(Langmuir)，(Carbon)，、<炭素>和<北京化工大学学报>煽委，1999年入选北京市科技新星计划，2000年入选教育部骨干教师计划，2004年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。本文其他作者单位：北京化工大学化

3、工资源有效利用国家重点实验室，北京100029-mmaa联系人：宋怀河a~!：soa．buet．edu．cn。eghh@影响锂离子电池高倍率充放电性能的因素宋怀河，杨树斌，陈晓红嘲影响锂离子电池高倍率充放性能的因素很多于锂离子从球的各个方向嵌入和脱出，，包括电池设计、电极组装、电极材料的结构、尺寸、电极表面电阻以及电解质的传导能力和稳定性等。为了探究其原因减小了锂离子在固相中的扩散电阻，从和机理，本文主要从正极、负极和电解质材料三方面对它们在高倍率充放电时各自而提高电极的高倍率性能，在1C充放!’删的影响因素进行了综述和分析电时容量

4、可达到230mAb．／g；与此相。并讨论了利于高倍率充放的电极和电解质材料的发展方向。似，具有辐射状结构的碳纤维也被认为是有利州于锂离子扩散的负极材料；而二锂离子电池具有工作电压高、比能油机的动力相比，这影响着电动车的行维片层结构的天然石墨具有比较差的高量大、无记忆效应且对环境友好等优点，程倍率性能，如Zaib等mI研究的天然石广泛应用、最高时速、加速性能及爬坡性能等)。gh于手机、相机、笔记本电脑等小为了动力型锂离子电池更快的发展墨NG40在C／4放电时容量只有55．8，有型电器的同时，在电动车、卫星、战斗机mAh／ix=0必要对

5、其高倍率性能的影响因素进行系g(L，C6中的．15)。等大型电动设备方面的应用也备受青统研究和分析，找出根本原因。1。2材料尺寸睐[I_2】。美国LawrenceLiVermore国家实锂离子电池的高倍率充放性能与锂锂离子电池负极材料的尺寸直接关验室早在1993年就对13本SONY公司离子在电极、电解质以及它们界面处的系着锂离子在其中扩散路径的长短，对的20500型锂离子电池进行了全面的技迁移能力息息相关一切影响锂离子迁，电极高倍率性能产生很大的影响。当电术嘲分析，考察其用于卫星的可能性；我移速度的因素都必将影响电池高倍率充极材料尺

6、寸较小时一国中科院物理所也早在，比表面积般较大．1994年承担福放性能一。因此，本文主要从正极、负极、电方面特基金项目时就开始了动力型锂离子电，可以使电极的电流密度降低，减解质材料等方面综述影响锂离子电池高少电极的极化作用；另一方面可以提供‘池的研发【1；国内外一些知名企业进行了倍率充放电的因素，并深入分析产生这更多的锂离子迁移通道，缩短迁移路径，动力型锂离子电池的研制和生产，如德种影响的原因，指出适于高倍率充放电降低扩散阻抗，从而提高电极的高倍率国瓦尔塔公司研发的方型锂离子电池，的电极一、电解质材料的进步发展方向。性能容量为。因此

7、，粒径较小的颗粒和纳米结构60Ah，比能量为115Wh／kg，日1负极高倍率充放性能的影的材料f纳米球、纳米线、纳米棒、纳米管本索尼公司生产的高功率型锂离子电池和纳米膜等)作为锂离子电池负极材料80％DOD的比功率高达800W／kg151响因素，国时通常表现出较好的倍率性能⋯1内深容量保持能力差是锂离子电池负极。圳的比亚迪、雷天、天津力神、河南如小颗粒石墨(约6tam)以C／2充放金龙、湖南晶鑫等公司也研制生产出容在高倍率充放过程中的最大问题，这主电时，其容量可以达到C／24充放电容量量在10Ah以上的动力型锂离子电池。要与电极材料

8、的结构、颗粒大小、电极导电性和电极表面的80％；而大颗粒石墨(约44tan)在相同尽管在全世界科技和工业界的共同SEI膜的稳定性等因素的充放电制度下仅具有C／24充放电容努力下，动力型锂离子电池的研发和生有关。tJ8】Chm1一量的2