放电倍率对锂离子蓄电池循环性能的影响.pdf

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1、万方数据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lc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．coO／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(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+数量的减少及扩散通道阻塞，是引起锂离子蓄

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—0488．04InnuenceofdischaI苫erateoncyclingperfbrmanceoflithium．ionbattervLIYan，HUYang，LⅣQing—guo(hbontoryonsolidstateElec灯。研e，BeijingUnivers讧y0fSciencealldTechology，Bebinglo0083，Chim)Abs廿act：C叩acityfadeof186

3、50一typelimi啪-ionbatteriescycledwithdiffjremdischargemtesweretestedatambienttem-pemture．At2Cdischargerate，thecapac时decayswere18．8％oftheinitialc印ac时af【er300cycles．At1Ca11d0．5Cdis-chargerate，thecapacitydecaySwereonly14．2％andlO．5％，respectiveIy．Itisindicatedmatthecapacityf．adewasf．asterat

4、hi曲ratecycling．BeforeandaRercycling，cathodeandanodeelectrodematerialshadbeenex啪inedbyusingxRD，TEMandSEM．TheresultsshowedthatanobviouschangeinthestructureoftheLiC002wasfoundandSEIprecipitationlayeratthesurfaceofanodeparticlesbecamethicker，resultinginthecapac姆fadeofthelithium—ionbane巧．

5、Ke)rwordS：discha唱erate；capac时fade；cyclicperfomance；lithium—ionbatteryLicoO：为正极材料的锂离子蓄电池以其高比能量、高比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蓄电池研究领域的重要课题。容量衰减不同程度地与以下几点因素相关⋯：(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。这些现象的发生与充放电制度有着密切的关系，我们重点研究放电制度对容量衰减的影响，通过对18650型锂离

6、子蓄电池在不同放电倍率下容量的量化测量，以及x射线衍射法(Ⅺ①)、透射电子显微镜法(TEM)、扫描电子显微镜法(sEM)的辅助分析，提出锂离子蓄电池衰减的基本原因。1实验1．1电性能测试所有实验研究均采用标称容量为1800IILAJl(LiC002／1mol／LLiPF6EC．DEC／石墨)18650型锂离子蓄电池，充电制度为CC．CV模式，即恒流充至4．2V，在4．2V进行恒压，直至收稿日期：2005．10一2l作者简介：李艳(1978一)，女，辽宁省人，硕士研究生，主要研究方向为化学电源、电池材料等；导师：刘庆国(1938一)，男，河北省人，教授，主要从事化

7、学电源、电化学电容器等研究。Bio鲥阻ly：LIYaIl(1978一)，female，caIldidatcformastcr；tutor：LIUQing—guo(1938一)，male，professor．2006．6V01．30No．6488电流小于等于90n谯(O．05c)。为了研究放电倍率对锂离子蓄电池的影响，放电制度分别采用0．5C(0．90A)、1c(1．80A)、2C(3．60A)恒流放电，直至电压小于等于2．75v。所有数据由金诺(兰电)电子有限责任公司生产的电池自动充放电仪自动采集。为了在相同放电条件下比较电池的容量衰减情况，每50次循环间隔，进

8、行一次1C充放电，用这次