鋰離子電池正極資料的低溫特性

1、層狀結(jié)構(gòu)正極資料的低溫特性

層狀結(jié)構(gòu)，既具有一維鋰離子分散通道所不行比較的倍率功能，又具有三維通道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，是最早商用的鋰離子電池正極資料。其代表性物質(zhì)有LiCoO2、Li(Co1-xNix)O2和Li(Ni,Co,Mn)O2等。

謝曉華等以LiCoO2/MCMB為研討對象，測試了其低溫充放電特性。

結(jié)果顯示，隨著溫度的下降，其放電渠道由3.762V(0℃)下降到3.207V(–30℃)；其電池總?cè)萘恳灿?8.98mA·h(0℃)銳減到68.55mA·h(–30℃)。

2、尖晶石結(jié)構(gòu)正極資料的低溫特性

尖晶石結(jié)構(gòu)LiMn2O4正極資料，由于不含Co元素，故而具有本錢低、無毒性的優(yōu)勢。

但是，Mn價態(tài)多變和Mn3+的Jahn-Teller效應(yīng)，導(dǎo)致該組分存在著結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和可逆性差等問題。

彭正順等指出，不同制備方法對LiMn2O4正極資料的電化學(xué)功能影響較大，以Rct為例：高溫固相法組成的LiMn2O4的Rct明顯高于溶膠凝膠法組成的，且這一現(xiàn)象在鋰離子分散系數(shù)上也有所表現(xiàn)。究其原因，主要是由于不同組成方法對產(chǎn)品結(jié)晶度和形貌影響較大。

3、磷酸鹽系統(tǒng)正極資料的低溫特性

LiFePO4因絕佳的體積穩(wěn)定性和安全性，和三元資料一起，成為目前動力電池正極資料的主體。磷酸鐵鋰低溫功能差主要是由于其資料本身為絕緣體，電子導(dǎo)電率低，鋰離子分散性差，低溫下導(dǎo)電性差，使得電池內(nèi)阻增加，所受極化影響大，電池充放電受阻，因此低溫功能不抱負。

谷亦杰等在研討低溫下LiFePO4的充放電行為時發(fā)現(xiàn)，其庫倫功率從55℃的100%別離下降到0℃時的96%和–20℃時的64%；放電電壓從55℃時的3.11V遞減到–20℃時的2.62V。

Xing等使用納米碳對LiFePO4進行改性，發(fā)現(xiàn)，增加納米碳導(dǎo)電劑后，LiFePO4的電化學(xué)功能對溫度的敏感性下降，低溫功能得到改進；改性后LiFePO4的放電電壓從25℃時的3.40V下降到–25℃時的3.09V，下降幅度僅為9.12%；且其在–25℃時電池功率為57.3%，高于不含納米碳導(dǎo)電劑的53.4%。

近來，LiMnPO4引起了人們稠密的興趣。研討發(fā)現(xiàn)，LiMnPO4具有高電位(4.1V)、無污染、價格低、比容量大(170mAh/g)等長處。但是，由于LiMnPO4比LiFePO4更低的離子電導(dǎo)率，故在實際中常常使用Fe部分替代Mn構(gòu)成LiMn0.8Fe0.2PO4固溶體。