如何計算Li-ion電池的放電容量？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-17 20:51
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Li-ion電池的工藝技術(shù)非常嚴格、復(fù)雜，這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。
1）配料：用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負極物質(zhì)。
2）涂布：將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負極極片。
3）裝配：按正極片——隔膜——負極片——隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，在經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。
4）化成、分容：用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進行充放電測試，對每一只電池都進行檢測，篩選出合格的成品電池。氣相沉積法包括化學(xué)氣相沉積法(CVD)和物理氣相沉積法(PVD).CVD是一種用于生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能的固體材料的化學(xué)過程，這個方法通常應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的薄膜制造.PVD是一種真空沉積法，可以用來制作薄膜和涂層.PVD是材料從凝聚態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)槟蹜B(tài)薄膜的一個過程.最常見的PVD過程是濺射和蒸發(fā).PVD常用于制造具有機械、光學(xué)、化學(xué)或電學(xué)性能的薄膜 [14].
1.2高溫固相合成
高溫固相合成是一種在高溫(1 000～1 500 ℃ )下，通過固體界面之間的接觸、反應(yīng)、成核和晶體生長反應(yīng)生成大量的復(fù)合氧化物的方法.高溫固相合成應(yīng)是制備硅碳復(fù)合材料一種常用方法，為了防止惰性相硅碳的生成，反應(yīng)溫度通常控制在1200 ℃ [15].在反應(yīng)過程中，溫升速率、反應(yīng)前驅(qū)物的選擇和反應(yīng)溫度的高低將直接影響材料的結(jié)構(gòu)和性能.高溫固相合成技術(shù)因工藝簡單，工藝參數(shù)易于控制，重現(xiàn)性好而被廣泛應(yīng)用.
1.3機械合金化
與高溫固相合成法相反，機械合金化法制備的材料通常具有更小的粒度，更大的比表面積和更均勻的組織[16].機械合金化是一種固態(tài)粉末加工技術(shù)，涉及重復(fù)冷焊、壓裂和在高能球磨機中重新焊接混合粉末粒子，從而獲得均勻材料的方法，已被證明能夠從混合元素或預(yù)合金粉末中合成各種平衡和非平衡合金相[17].
1.4靜電紡絲
靜電紡絲是一種利用靜電來噴射聚合物溶液或聚合物的帶電細絲的纖維生產(chǎn)方法，其直徑一般為幾百納米.靜電紡絲技術(shù)融合了電噴涂和傳統(tǒng)的溶液干法紡絲纖維的優(yōu)點[18].該過程不需要使用化學(xué)凝固或高溫來從溶液中產(chǎn)生紡絲，這使得該工藝特別適用于大而復(fù)雜的微粒生產(chǎn)纖維 [19-20].靜電紡絲技術(shù)是可利用各種材料制備納米纖維的一種低成本、工藝簡單的通用方法，改進工藝后的同軸靜電紡絲技術(shù)可制備納米管和核殼結(jié)構(gòu)納米纖維[21].
2 硅碳負極材料
碳納米材料因其獨特的性能而有著許多技術(shù)應(yīng)用，包括輕量化構(gòu)造、電子、能源、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域[22-23].納米材料的物理和化學(xué)性能不同于普通材料甚至更優(yōu)于普通材料，這些優(yōu)異的性能通常由材料組織的微結(jié)構(gòu)決定[24-25].碳材料因其良好的機械特性，高導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，在無黏結(jié)劑電極和輕質(zhì)電極研究領(lǐng)域備受關(guān)注.近年來，納米線、納米纖維、納米管、納米球等硅碳納米結(jié)構(gòu)經(jīng)常被應(yīng)用于鋰離子電池中.
2.1硅碳納米線
納米線是納米級應(yīng)用的一種，產(chǎn)業(yè)化的納米線直徑分布在50～100 nm[26].圖1為碳硅核殼納米線的SEM形貌. 將非晶硅包覆在碳納米線上制備的碳硅核殼納米線材料[27]作為高功率和長壽命鋰電池負極的容量可達2 000 mA·h g-1且具有良好的循環(huán)壽命.
