改善LiFePO4C电池高温循环容量下降的研究进展.docVIP

改善LiFePO4/C电池高温循环容量下降的研究进展 马荣骏1，马玉雯2 （1.长沙矿冶研究院，长沙 410012；2.和硕联合科技股份有限公司，美国加利福利亚州 95758） 摘要：全面介绍了LiFePO4电池在高温下循环容量下降的研究进展，介绍了该电池在25~65 ℃循环容量下降的情况，重点阐述了改善LiFePO4电池循环容量下降的研究工作，并提出了今后研究工作的方向。 关键词：LiFePO4/C电池；循环容量；高温；研究进展 中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2015）04-0000-00 Research Progress on Addressing Cycle Capacity Decline of LiFePO4/C Battery at High Temperature MA Rong-jun1, MA Yu-wen2 （1. Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co. Ltd., Changsha 410012, China; 2. Pegatron Corporation, CA 95758, USA） Abstract: Research progress on cycle capacity decline of LiFePO4/C battery at high temperature was summarized. Conditions of cycle capacity decline of LiFePO4/C battery at 25~65 ℃ were introduced. Research works on addressing cycle capacity decline of LiFePO4/C battery were elaborated. The direction of future research work was put forward. Key words: LiFePO4/C battery; cycle capacity; high temperature; research progress 锂离子电池是继镍氢电池之后发展最快的二次电池，由于它具有比能量高、污染环境小等优点，被公认是理想的绿色能源，已广泛应用于现代化通讯、IT和携带式电子产品（如移动电话、笔记本电脑、数码相机、摄像机等），而且在电动汽车方面具有良好的应用前景。在锂离子电池中，因LiFePO4具有较高的理论容量，良好的稳定性、资源丰富、价格低廉、环境友好等优点，已成为首选锂离子电池的正极材料[1-3]。在LiFePO4/C锂离子电池应用中发现，其循环容量随温度的升高而迅速下降，这一缺点成为LiFePO4/C离子电池扩大应用的阻碍之一。因此，如何改善LiFePO4/C的高温循环容量迅速下降成为重要的研究课题。本文对这一问题的研究进展进行了综述，并对进一步的研究工作进行展望。 1 温度对LiFePO4/C锂离子电池循环容量的影响 对锂离子电池容量下降的原因已有一些文献进行了分析与研究[4]，归纳起来主要是：1）正极、负极的过度充电；2）电解液分解；3）自放电；4）电极的不稳定；5）正负极集流体的性质存在缺点。但大多没有深入考察温度的影响。最近文献[5]考察了温度对LiFePO4/C电池循环容量的影响，其结果如图1及图2所示。 图1 不同温度LiFePO4/C电池循环容量的保持率 Fig.1 Retention rate of LiFePO4/C battery at different temperature 收稿日期：2014-10-27 作者简介：马荣骏（1931-），男，河北大城县人，教授，博士生导师，斯洛伐克国家工程院外籍院士. 图2 不同循环阶段LiFePO4/C电池容量损失率 Fig.2 Capacity loss rate of LiFePO4/C battery at different circulation stage 从图1可看出，在测试温度条件下，随着循环进行，电池容量呈现出逐渐减小的趋势，容量保持率逐渐降低。在常温及稍高温度下（25 ℃和35 ℃），电池容量衰减趋势类似，且衰减较为缓慢，经过600次循环后，容量保持在初始值的95%左右；电池在循环过程中容量衰减速度随循环温度的不断升高逐渐加快，特别是在55 ℃和65 ℃高温条件下，经过600次循环后，容量保持率分别降低至70%和55%左右，说明随着温度的升高，LiFePO4/C电池优良的循环平衡遭到破坏，造成电池容量快速衰减，降低了电池的使用寿命。 从图2可见，在常温条件下电池容量衰减基本处于稳定状态，损失率随循环进行趋于一