大功率鋰電池的放電性能

高功率電池在高功率放電時(shí)，由于極化，電壓急劇下降，需要降低電池的內(nèi)阻?？蓪⒍鄻O耳焊接在電極板上，降低電池內(nèi)阻，增加電流密度，加速電荷轉(zhuǎn)移。但在實(shí)際操作過(guò)程中，陽(yáng)極和陰極基體容易損壞，影響大電流放電的效果。

 

通過(guò)改變大功率電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以改善電池的大功率放電性能。電池采用傳統(tǒng)的線圈鐵芯電池結(jié)構(gòu)，負(fù)極片采用傳統(tǒng)的鎳極片。為減小內(nèi)阻，大功率電池采用兩芯線圈并聯(lián)結(jié)構(gòu)，負(fù)極采用導(dǎo)電性較好的鋼帶，保證了充電的傳遞速度。細(xì)胞的內(nèi)部阻力高倍率Ω42.5 m和20.2,分別高比率的電池內(nèi)阻比2:1電池下降了一半。

 

兩組電池分別以恒流0.5c至恒壓4.2v充電2h，截止電流為0.02c(雙控，只要達(dá)到極限，下同);然后用15C進(jìn)行恒放電，終止電壓為2.75v。

 

由于普通電池內(nèi)阻高，放電時(shí)電壓降至2.75v以下，電池基本無(wú)法放電。雖然大功率電池在放電初期電壓迅速下降，放電電壓平臺(tái)從3.7v下降到3.4v，但放電效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方式制作的電池。采用雙芯線圈并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并采用導(dǎo)電性較好的銅極耳，可降低電池內(nèi)阻，提高大電流放電性能。

 

在大電流放電條件下，正電活性材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的配比影響電池的性能。內(nèi)阻極化明顯，電壓急劇下降。因此，需要通過(guò)添加導(dǎo)電劑來(lái)降低極化電壓來(lái)提高正極和負(fù)極的電導(dǎo)率。同時(shí)，當(dāng)電池以大電流放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，正極和負(fù)極中的活性物質(zhì)會(huì)在循環(huán)過(guò)程中脫落。為了保證電池的正常工作電壓和理想的循環(huán)壽命，有必要對(duì)活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浔?。研究了正電活性材料、?dǎo)電劑和粘結(jié)劑的配比對(duì)電池高倍率放電性能的影響。當(dāng)放電溫度為15C時(shí)，兩種電池的電壓均在放電瞬間下降。電池活性物質(zhì)配比合理，極化程度低于普通電池。放電電壓平臺(tái)為3.6v，高于普通電池(3.5v)。這表明，高功率電池正極活性材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的配比對(duì)電池的高功率性能有明顯的影響。

 

正負(fù)極板的表面密度和壓實(shí)密度對(duì)電池的充放電性能有很大的影響。板表面密度、壓實(shí)密度太大,雖然有助于提高電池的能量密度,但是很難滲透電解質(zhì)板內(nèi)部,導(dǎo)致細(xì)胞濃度極化和阻抗增加,和密集的活性物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程中,會(huì)由于逐漸滲透電解質(zhì),腫脹,導(dǎo)致脫落,導(dǎo)致電池充電和放電的性能惡化;電極的表面密度和壓實(shí)密度板太小,這有利于電解液的滲透,減少濃差極化的電極,以及改進(jìn)的大電流充放電性能的電池,但電池的能量密度很低。在保證大電流放電性能的前提下，合理設(shè)計(jì)極板的表面密度和壓實(shí)密度，使電池的能量密度最大。

 

電池循環(huán)性能

 

在循環(huán)過(guò)程中，大功率電池的容量有恢復(fù)的現(xiàn)象，但總體上容量下降是穩(wěn)定的。電池循環(huán)220次，容量衰減至額定容量的87%，可滿足型號(hào)airpla等高倍率放電環(huán)境的需要