不同材料曲线对比.docVIP

LiFePO4与LiMnO4电池充放电曲线对比分析及建议 因公司暂未正常生产，经过本人对我公司循环电池的观察，结合本人的工作经验，发现我司生产的LiFePO4电池充放电曲线与其它材料电池充放电曲线有些不同，现将不同材料电池对比分析如下（LiFePO4充电上限电压为3.8V，放电下限电压为2.5V；LiMnO4充电上限电压为4.2V，放电下限电压为3.0V）： 首先将我司电池充放电曲线分成五段（即A、B、C、D、E、F五个阶段），A段为恒流充电过程，B段为恒流转恒压过程，C段为恒压过程，D段为搁置时间，E、F段为恒流放电过程。 两种不同材料制作出的电池充放电曲线不同点在B、D、F段。 一、不同点B段： LiMnO4电池充电时恒流转恒压的过程，曲线过度平稳，表现为电压突变小；而LiFePO4则反之，此现象可解释为： 在恒流充电过程中，检测设备采样时检测到电压≥3.8V，使恒流充电转为恒压充电，电压被强制停留在3.8V（0.1C充电，其电流为20A），而电池的实际储能电压还达不到3.8V，造成电压虚高。 LiFePO4材料工作电压达不到3.8V（也许是该材料特性之一，以下简称为材料特性）。 二、不同点D段（恒压至放电的过度阶段，即搁置时间） LiMnO4在该阶段的电压降约为0.2V（LiMnO4的搁置时间为15min，恒压过程截止电流为50mA），而LiFePO4在该阶段的电压降约为0.4V（恒压过程截止电流为6.6A），该现象可解释为： 在恒压过程因恒压截止电流过高，造成电池储能未达到饱和，在搁置时引起电压回落快。 为材料特性 三、不同点E、F段 LiMnO4从搁置后的电压（4.0V左右）放电至3.6V止的时间称为放电平台，也叫有效工作时间，该段时间的电压降在0.4V左右；LiMnO4的放电截止电压为3.0V，电池从3.6V恒流放电至3.0V的放电时间较短。从放电曲线看LiFePO4搁置后的电压（3.4V左右）放电至3.2V左右，该段曲线较平稳，电压差只有0.2V，且时间长；LiFePO4的放电截止电压为2.5V，电池从3.2V恒流放电至2.5V的放电时间也较短。可能是LiFePO4能深度放电且恢复性强，这可能是LiFePO4的另一特性，或许是LiFePO4导电率低的缘故。 从LiFePO4充放电曲线与其它材料对比，可以总结出LiFePO4有如下几个特点： LiFePO4材料电池上限电压也可达到4.2V，甚至更高；下限电压可低到2.5V，甚至更低；可归纳为LiFePO4安全性能好的特性 LiFePO4材料电池有效工作电压范围小； 物理特性因条件有限无从比较，如振实密度、比表面积、粒度等。 四、不成熟的几点建议或偏颇的观点 1、生产过程中的建议 A、涂布过程中面密度差异性大，这样很难保证生产的电池的一致性，结果会直接影响到电池组的出货质量，主要表现为电池的使用寿命和客户对我司产品的信任；建议使用面密度易控制的涂布机。 B、极片烘烤后破真空的方式，我司极卷烘烤工序破真空采用空气直破法，这样极片在高于常温时及易吸收空气中的水分，这样极片经滚压后易形成结晶水，这样在后续烘烤中无法将水分完全烘干。建议使用干燥气体或纯气体破真空，如N2、CO2。 C、化成分容，化成时采用小电流对电池进行活化（可采用0.1C或0.05C进行充电），分容时采用大电流进行充放电（1C或0.5C进行充电），而我司采用0.1C进行分容，因我司设备最大充放电电流为50A。建议分容时充放电电流为50A。 2、生产工艺方面 A、我在生产现场没有发现生产工艺标准，只见到设备操作规程或设备作业指导书。建议生产各工序的工艺标准发到生产各部门，使生产各部门岗位操作员清楚工艺标准，以便更好的执行工艺纪律。 B、出货配组时我司采用人工操作方式进行，这会产生人为因素造成的不良。建议在配组条件工序建立电脑自动取值方式，同时对配组分容后使用配组软件进行配组，挑选出配组成功之电池。 C、建议配组成功之电池模拟使用要求，按1C要求进行2~3次循环后，再测量单体电池电压确保电池的一致性，提高客户使用一次合格率。 D、在使用方面充分利用LiFePO4的特性，在生产方面为了降低生产成本，建议在化成分容工序控制其充放电上下限电压（如上限电压为3.6V，下限电压为2.8V，此电压是否合适有得探讨）。 E、从单体电池的循环性能来看，我司电池前100次循环容量呈上升趋势，这也许是材料特性，或许电池未被充分活化，有待进一步验证，该现象对电池组的影响较大。 3、检测方面 A、对化工原材料我司未进行理化指标检验，建议购买一些理化测试设备，对化工原材料进行理化性能测试。 B、电池性能检测，包括单体电池性能、电池组性能和安全性能检测，我司目前可能只对单休电池循环性能进行检测。可能对如倍率放电、电池组循环、振动还