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保定市滿城區聯東U谷22號樓正極方面,現在都是納米化,它的粒徑、電阻力,AB平面軸長大小三方面會影響到整個電池低溫的特性。不同工藝對正極也有不同的影響,100到200納米粒徑磷酸鐵鋰做出的電池低溫放電特性比較好,在-20度可以釋放94%,也就是粒徑的納米化縮短了遷移的路徑,也提高了低溫放電的性能,因為磷酸鐵鋰放電主要是跟正極有關。
從負極方面考慮充電特性,鋰電池低溫充電主要是負極影響,包括粒徑大小還有負極的間距變化,選取了三種不同的人造石墨作為負極,來研究不同的層間距和粒徑對低溫特性的影響。從三種材料來看,層間距大的顆粒石墨,從阻抗來講,本體阻抗和離子遷移阻抗比較小一點。
充電方面,鋰電池包在冬天低溫下放電問題不大,主要是低溫充電。因為在橫流比方面,1C或者0.5C的橫流比非常關鍵,到恒壓需要非常長時間,通過改進三種不同石墨的對比,發現其中一種在-20度充電恒流比有比較大的改善,從40%提高到70%多,層間距的增大,還有粒徑的減小。
電解液這一塊,在-20度,-30度下電解液結冰,黏度增大,形成性能惡化。電解液從三方面:溶劑,鋰鹽,添加劑。溶劑對磷酸鐵鋰電池包低溫影響從70%多影響到90%多,有十幾個點的影響;其次,不同鋰鹽對低溫的充放電的特性有一定的影響。我們固定了溶劑體系和鋰鹽基礎上,低溫添加劑可以使放電容量從85%提高到90%,也就是說,整個電解液體系中,溶劑、鋰鹽還有添加劑都對我們的動力電池低溫特性有一定的影響,包括其他的材料體系一樣適用。”
粘結劑方面,20度充放電情況下,兩種點狀大概做了70多到80的循環以后,整個極片是有粘結劑失效的現狀,而采用線狀的粘結劑不會存在這個問題。在整個體系上,從正極、負極、電解液到粘結劑的改善以后,磷酸鐵鋰電池單體這塊做得比較好的效果,一個是充電特性,-20、-30、-40度溫度下0.5C充電恒流比可以達到62.9%,-20度溫度下放電可以放出94%,這是倍率跟循環的一些特性。