欧美日韩国产一区二区三区播放-欧美日韩国产一区二区三区-欧美日韩国产一区二区-欧美日韩国产一区-bl双性高h-bl双性调教

低溫18650 3500
無磁低溫18650 2200
過針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
23年專注鋰電池定制

提高鋰離子電池能量密度的最有效的方法是什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:1697次  |  2018年05月14日  

  一般,石墨電極孔隙率優化控制在20%-40%,而硅基電極,壓實后性能變差,這些極片通常孔隙率60%-70%,高孔隙率能夠協調硅基材料的體積膨脹,緩沖顆粒劇烈變形,減緩粉化和脫落。但是,高孔隙率硅基負極極片限制了體積能量密度。


  由于硅基負極材料具有很高的重量比容量和體積比容量,因此發展硅基負極是提高鋰離子電池能量密度的最有效的方法之一。


  然而,作為活性物質,硅在充電/放電周期內插入和脫出鋰時,體積變化達到270%,循環壽命差。這個體積膨脹會導致:


  (1)硅顆粒的粉碎,以及涂層從銅集流體中分離;


  (2)固體電解質(SEI)膜在循環過程中不穩定性,體積膨脹使SEI破裂并再不斷反復形成,導致鋰離子電池的失效。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

  壓實工序會使固相接觸更緊密,提高極片的電子傳輸性能。但是,孔隙率太低又會增加鋰離子傳輸阻力,和電極/電解液界面電荷轉移阻抗,倍率性能變差。


  一般,石墨電極孔隙率優化控制在20%-40%,而硅基電極,壓實后性能變差,這些極片通常孔隙率60%-70%,高孔隙率能夠協調硅基材料的體積膨脹,緩沖顆粒劇烈變形,減緩粉化和脫落。但是,高孔隙率硅基負極極片限制了體積能量密度。那么,鋰電池硅基負極極片該如何制備呢?KarkarZ等人研究了硅電極的制備工藝。


  首先,他們采用了兩種攪拌方式制備80wt%的硅,12wt%的石墨烯和8wt%的CMC電極漿料:


  (1)SM:常規的球磨分散工藝;


  (2)RAM:兩步超聲分散工藝,第一步在PH3緩沖溶液(0.17M檸檬酸+0.07MKOH)中超聲分散硅和CMC,第二步加入石墨烯片和水繼續超聲分散。

無人船智能鋰電池
IP67防水,充放電分口 安全可靠

標稱電壓:28.8V
標稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應用領域:勘探測繪、無人設備

  如圖1a和d所示,對于石墨片,超聲分散RAM保持了石墨烯片原始形貌,片長大于10μm,與集流體平行分布,涂層孔隙率更高,而SM攪拌使石墨烯片斷裂,石墨烯片長只有幾微米。未壓實的RAM極片孔隙率約72%,大于SM電極的60%。


  對于硅,兩種攪拌方式無差別。納米片狀石墨烯具有良好的電子導通能力,RAM分散保持了石墨烯片的完整性,電池循環性能好(圖3a和b)。

1.jpg

  圖1不同攪拌方式和壓實壓力下的硅基電極形貌


  然后,他們研究了壓實對電極的孔隙率、密度以及電化學性能的影響。如圖1所示,壓實后,石墨烯片和硅的形貌沒有顯著變化,只是涂層更加密實。將極片制作成半電池測試電化學性能,從圖2可知:


  (1)隨著壓實壓力增加,電極孔隙率降低,密度增加,體積比容量增加。


  (2)未壓實極片,RAM孔隙率大約72%,大于SM電極的60%。而且RAM電極壓實更加困難,達到35%孔隙率,RAM電極需要15T/cm2壓力,而SM極片只要5T/cm2。這是因為石墨烯片變形困難,RAM極片保持了石墨烯片狀結構,更難壓實。


  (3)依據完全鋰化硅體積膨脹193%計算體積比容量。20T/cm2壓實下,體積比容量最大,RAM和SM電極孔隙率分為34%、27%,對應體積比容量分別1300mAh/cm3、1400mAh/cm3。


  圖2壓實壓力對(a)SM電極和(b)RAM電極孔隙率、密度和體積比容量的影響


  圖3未壓實電極的循環性能


  另外,他們還發現壓實極片熟化處理能改善循環性能。極片壓實時,粘結劑與活物質顆粒可能在顆粒之間的摩擦力作用下斷裂,甚至粘結劑本身鍵斷裂,從而極片機械穩定性變差,循環性能裂化(圖4a)。


  而熟化過程是把極片放置在濕度80%的環境下2~3天,在這個過程中,粘結劑會發生遷移,更好地鋪展在活物質顆粒表面,重新建立更多更牢的連接,另外,熟化時銅箔會發生腐蝕,銅箔與粘結劑形成Cu(OC(=O)-R)2化學鍵,結合力增加,也會抑制涂層脫落。因此,熟化處理能夠提高極片穩定性和循環性能。


  分散-壓實-熟化過程極片的微觀結構變化示意圖如圖4c所示,壓實導致粘結劑斷裂,循環穩定性變差,而熟化時粘結劑遷移重新建立連接,極片微觀結構發生變化,機械穩定性提升,相應循環性能提升。


  如果先對極片熟化處理,再壓實,極片循環性能有所改善,但是效果不明顯(圖4b)。這是由于熟化增強了極片機械穩定性,但是隨后的壓實又破壞了粘結劑的連接。


  圖4(a)(b)壓實和熟化對電極循環性能的影響以及(c)壓實和熟化過程微觀結構演變示意圖


  因此,對于硅基電極,為了提高循環性能,緩沖硅的體積膨脹,極片孔隙率要高,但是為了提高體積能量密度,壓實極片降低極片厚度時,需要在進行極片熟化處理改善電極微觀結構。


鉅大鋰電,22年專注鋰電池定制

鉅大核心技術能力

主站蜘蛛池模板: 国产一级片免费视频 | 国产福利在线观看精品 | 欧美成人a人片 | 日韩城人网 | 这里只有精品在线播放 | 日本中文字幕一区二区有码在线 | 91av视频网站 | 青青伊人网 | 国产微拍一区 | 四虎影院.com | 动漫精品午夜在线播放 | 五月婷婷在线观看 | 亚洲色图视频在线观看 | 日韩在线黄色 | 香蕉视频在线播放 | 痴女勃起寸止榨干精在线播放 | 亚洲一区二区影视 | 韩国伦理片女老师 | 九九精品99久久久香蕉 | 啊嗯啊羞羞网站在线观看 | 欧美日韩中文字幕在线 | 国产成人在线视频播放 | 久久99久久99小草精品免视看 | 欧美在线一区二区三区不卡 | 日韩欧美不卡视频 | 欧美日韩不卡 | 久久青青成人亚洲精品 | 视频成人永久免费下载 | 最新亚洲精品国自产在线 | 午夜网站在线观看免费网址免费 | 日本jizz强视频69视频 | 欧美有码视频 | 国产精品热久久毛片 | 色综合久久久高清综合久久久 | 午夜视频在线观看区二区 | 国产成人综合91精品 | 亚洲成在人天堂在线 | 手机在线黄色网址 | 人蛇大战高清完整版在线观看 | 亚洲女人与黑人 | 欧美成人全部视频 |