钜大LARGE | 点击量:260次 | 2023年07月29日
磷酸铁锂电池重要用途和常见问题是什么
磷酸铁锂离子电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池包的正极材料重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。由于磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低,材料的制备成本与电池的制造成本较高。锂离子电池包将遇到以下一些问题:
1、磷酸铁锂离子电池涂布均一性问题
涂布不均,不仅锂离子电池包一致性就不好,还关系到设计、使用安全性等问题。所以,锂离子电池包制作过程中对涂布均一性的控制很严格。做配方、涂布工艺的了解,材料颗粒越小,涂布越难做均匀。根本的是从材料上进行改善,如提高导电性加大颗粒、颗粒球形化等,短时间内可能有效果较为有限。立足现有材料,从锂离子电池加工的角度来说,改善的途径,可从以下几项进行尝试:
采用线性的导电剂:采用线形导电剂,目前重要是VGCF(碳纤维)和CNTs(碳纳米管)、金属纳米线等。
改善分散效果:分散效果好的浆料,则颗粒接触团聚的概率会大为降低,浆料的稳定性会得到很大改善。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
改进浆料转移过程:浆料储存时可考虑提高搅拌速度防止浆料粘稠;关于使用周转桶转移浆料的,尽可能缩短出料到涂布的时间,有条件的改用管道输送,改善浆料粘稠现象。
采用挤压涂布(喷涂):挤压涂布可以改善刮刀涂布表面纹路、厚度不均等现象,但是设备价格较高,对浆料的稳定性要求较高。
2、磷酸铁锂离子电池干燥困难
由于磷酸铁锂离子电池包比表面大、粘结剂用量大,制备浆料时所要的溶剂用量也就大,涂布后干燥也就较为困难。如何控制溶剂的挥发速度,则是一个值得关注的问题。
3、磷酸铁锂离子电池柔韧性较差
目前磷酸铁锂极片加工时,普遍感觉极片较硬、较脆,对叠片来说可能影响不是稍小,但对是在卷绕时,则是很为不利。极片柔韧性不好,卷绕弯曲时就容易掉粉、断裂,导致短路等不良。
4、磷酸铁锂离子电池粘结性能较差
磷酸铁锂材料的颗粒小,比表面比比钴酸锂、锰酸锂配增大了很多,要的粘结剂也就更多。但是粘结剂用多了,降低活性物质的含量,能量密度就降低,所以可能的情况下,锂离子电池包生产过程中会尽力减少粘结剂用量。
5、最后是材料分散问题
制浆是锂离子电池包生产过程中最为关键的工序之一,其核心任务就是把活性物质、导电剂、粘结剂等物料均匀的混合,使得材料性能能够更好的发挥。要混匀,先要能分散。颗粒减小,相应的比表面也就增大,表面能也就增大,颗粒间发生聚合的趋势就增强,相应的有效分散空间也会增大。
较为有效的方法是采用超声波分散技术。超声分散工艺时间短,总体能耗降低,浆料分散效果好,材料颗粒的聚合得到有效延缓,稳定性大为提高。
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