锂离子单体电池的筛选.pdfVIP

第三届全国信息与电子工程学术会议、四川省电子学会曙光分会第十四届学术年会暨院青年科协第八届学术年会论文集 193 锂离子单体电池的筛选 杨固长。崔益秀周建银 (中国工程物理研究院电子工程研究所四川 绵阳621900) 摘要锂离子电池的筛选是组装高性能电池组的关键环节．根据锂离子单体电池第8周期放 电容量、50天贮存期的自放电率、不同贮存时间电池开路电压的电压变化等测试数据，建立了简单、 有效的单体电池的筛选标准和顺序． 关键词放电容量充放电效率 自放电率锂离子电池 1 引言 锂离子电池具有工作电压高(单体电池电压大于3．6V)、比能量高、循环寿命长(大于300次)、 安全性好、自放电低等优点，小容量的锂离子电池目前已广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电 器【11。鉴于锂离子电池具有高电压、高比能量、高比功率等优点，使其成为电动汽车、电动自行车、 舰船、航空、航天、航海设备和军用潜艇、鱼雷等高用电设备的主要候选动力源f2】。这些用电设备 需要高的输出电压，因此需将多节单体电池串联组合。而各节单体电池在电极制备、电芯制造等工 艺方面的不一致，必然导致单体电池在容量、内阻、自放电率等性能的差异【3．4】。筛选性能基本一致 的单体电池在组装高性能电池组的关键。本文测试了锂离子电池的放电容量、自放电率、满荷电贮 存期内电池开路电压的变化。确定了定量筛选单体电池的标准和顺序。 2实验 比例混合后搅拌成均匀浆料，采用精密涂布机单次双面涂布在0．02ram铝箔上，再经辊压、裁剪， 制成正极。采用与正极相同的工艺制各负极，活性物质为碳粉(MPGPl)集流体为0．012mm铜箔。 采用手动卷绕机，将正极、隔膜(celgard2325)和负极卷绕成方型电芯，电芯用铝塑复合膜包装， 经真空干燥、加注电解液(TC．E215)、化成，即制得单体电池成品。单体电池的化成与性能测试采 用land(cT2001B)充放电设备。采用数字多用表测量荷电态单体电池的开路电压。 3结果与讨论 3．1 单体电池放电容量的筛选标准 单体电池的严格筛选是保证配伍电池组性能优劣的关键，而筛选条件要依据用电设备的工作电 流、工作时间、最低工作电压来确定。对军用电池，为提高系统工作可靠性，一般都采用必要的冗 余设计。本实验中规定单体电池的恒流放电电流为3A，放电时间为1．5h，以此计算单体电池的容量 池的第6周期的放电容量。 Yg￡h!至S@§ig垒：￡Q虫· 锂离子单体电池的筛选 表1 典型单体电池的放电容量 单体电池编号 放电容量／Ah 单体l 5695 单体2 5492 单体3 5382 单体4 5695 单体5 5415 单体6 5652 因制备工艺的差异，各单体电池的性能不会完全一致。表l中单体3的放电容量低于5．4Ah的 设计值，被剔除，其余5只单体按容量标准被判为合格单体电池，可以参加后续测试。 3．2自放电率的筛选标准 不低于额定容量的90％，但对于某些特殊领域使用的电池组，需在更长任务周期内满荷电搁置，其 间不能补充电。本文规定自放电率％=(荷电前充电容量．荷电后放电容量)／荷电前充电容量×100％。 表2和表3为6只单体电池50天满荷电测试数据。 表2典型单体电池荷电时的开路电压 表2中的单体电池经50天满荷电搁置后测试，其开路电压压压降一般在0．01V～O．02V，但单 体2和单体5的压降偏大，大于0．19V。从表2中的数据还看出，电池在荷电前期下降较大，后期