涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能影响研究

本文研究了使用涂碳铝箔作为正极集流体磷酸铁锂电池的性能。研究对比了使用普通铝箔和涂层铝箔的10Ah软包磷酸铁锂电池的主要性能。研究表明：使用涂层铝箔不但可以提高磷酸铁锂材料的粘结性，而且使用导电涂层可以有效降低正极材料和集流体的接触内阻．从而减小电池内阻，提高电池倍率性能。与使用普通铝箔作为集流体相比，通过使用涂碳铝箔可以使得电池的内阻降低65％左右，但是，磷酸铁锂正极材料的克容量却偏低约5-10mAh·g-1，首次效率也偏低4％左右；在快速放电15C倍率下．使用涂碳铝箔的电芯比使用普通铝箔容量提高约15％左右，10C放电倍率下，平台增加0.3-0．4v；使用涂碳铝箔电芯的常温自放电率较高，但容量恢复率也较高：550周循环下，使用涂碳铝箔可以使得电池的循环性能提高约1％。而在电池低温性能方面．使用涂碳铝箔对低温性能并无改善。

浆料涂敷法制备的低电阻铝/碳复合箔界面结构及其性能

采用先预涂敷含碳浆料再热解的方法制备一种碳层厚度<10μm、界面结合良好、表面电阻率低至9.75×10-8?·m的铝/碳复合箔。通过电阻测试仪、扫描电镜、XRD和透射电镜等方法对铝/碳复合箔的表面电阻、表面及界面的微观结构和相组成进行研究,并探讨以其作为阴极箔对固体铝电解电容器容量和电阻的影响。研究结果表明:铝/碳复合箔的碳层表面孔隙发达,碳层与铝箔结合紧密,二者的界面处生成Al4C3,形成了良好的冶金结合;以铝/碳复合箔作为阴极箔制造电压为4 V和电容为(560±20)μF的固体铝电解电容器,电容达到565μF,等效串联电阻为4.5 m?,损耗为1.05%,而同规格普通腐蚀阴极箔的固体铝电解电容器的电容为420μF,等效串联电阻为7.4 m?,损耗为30%,铝/碳复合箔作为阴极箔性能更优。

表面毛化铝箔集流体的力学性能

针对铝箔集流体表面改性的要求,基于激光毛化技术轧制13μm厚的1070铝箔,研究表面毛化参数对铝箔的力学性能和作为锂离子电池正极集流体的加工性能的影响。表面毛化铝箔的表面粗糙度Ra达到0.71.0μm,为常规铝箔的7.49.7倍,表面毛化坑诱导的应力集中效应使铝箔的屈服强度和拉伸强度降低4%10%,而表面毛化坑造成的铝箔局部减薄和板型变化对伸长率的影响更加显著。采用相互分离的低密度毛化坑(分布参数140μm×140μm)时,表面毛化铝箔的伸长率仅降低约10%。而采用相切的高密度毛化坑(分布参数70μm×70μm)时,表面毛化铝箔的伸长率降低约50%。两种表面毛化铝箔制成的正极极片的LiCoO2涂层剥离强度均达到常规铝箔极片的1.6倍,分散性仅为常规铝箔极片的16%32%。毛化铝箔的表面粗糙度Ra值在0.7μm附近存在临界点,继续增大不能有效地提高涂层对铝箔集流体的剥离强度,反而损失其力学性能。模拟锂离子电池正极极片的辊压和烘干工艺后,表面毛化铝箔(分布参数140μm×140μm)的力学性能与常规铝箔的相当,但铝箔表面毛化坑诱导的应力集中现象能够促进铝箔均匀变形,抵抗局部损伤能力强,提高电池卷芯对整形压力的宽容度,有助于避免最内层极片的局部断裂现象。

锂电池用铝箔市场

介绍了国内锂电池集流体和软包铝塑膜用铝箔的生产与应用现状,分析并预测了动力、消费和储能锂电池行业的铝箔消费量。

泡沫镍作集流体对锂硫电池性能的影响

为了提高锂硫电池的高倍率放电性能,采用了多孔的泡沫镍作集流体。通过循环伏安测试可知,泡沫镍作集流体时泡沫镍在充放电过程中并没有参与反应,而是相对于铝箔集流体降低了电池的氧化峰电势和提高了还原峰电势。充放电测试可知:泡沫镍作集流体时,锂硫电池表现出良好的高倍率放电性能,在1 C充放电下,以泡沫镍为集流体的锂硫电池首次放电比容量达到940 m Ah/g,经过100次循环后其放电比容量保持在508 m Ah/g左右。

正极集流体对锂离子电池性能的影响研究

采用扫描电镜、交流阻抗、电性能测试等手段研究对比了除油铝光箔、腐蚀铝箔、涂碳铝箔、冶金结合型C/Al复合箔[分别为:CNT-PyC/Al-P(多孔型)、CNT-PyC/Al-Y(低孔型)]五种不同的集流体对磷酸铁锂电池及极片的方阻、粘接强度、倍率性能的影响。结果表明,以多孔型冶金结合型C/Al复合箔为集流体的电池在极片粘接强度、交流阻抗、方阻、倍率性能、循环寿命等方面具有明显优势,是大功率、长寿命锂离子电池的理想集流体材料。

涂碳铝箔在锂硫电池中的应用

利用导电炭黑和导电石墨两款碳材料制作涂碳铝箔,将其作为锂硫电池正极的集流体,考察箔材种类对电极性质和电池性能的影响规律。结果表明:所制作的涂碳铝箔具有"点-面"结合的导电架构,其不仅可以改善硫电极的导电性,而且有利于增强活性物质与集流体的粘结性、抑制电解液对铝箔的腐蚀。涂碳铝箔可以显著降低电池的极化阻抗,维持稳定的充放电平台。相比使用传统铝箔,使用涂碳铝箔的电池的活性物质利用率更高,循环性能更为优异,经0.2C充放电循环40次后,其放电容量达到602 F/g,容量保持率为77.7%。

铝箔涂碳对LiFePO_4/C电池性能的影响

研究涂碳铝箔作为集流体对磷酸铁锂(LiFePO_4)/C正极材料及电池性能的影响。铝箔涂碳可抑制电极材料的极化,提高材料与集流体的粘附效果,降低两者间的电荷转移电阻,提高Li+的扩散速率。以涂碳铝箔为集流体的半电池,在10 C倍率下的中值电压仍在3.10 V以上,活性材料与集流体之间的电荷转移电阻比光铝箔低65%以上,Li+扩散速率是光铝箔的3倍以上。涂碳铝箔作为集流体,可降低组装的全电池的内阻,与光铝箔相比,内阻降幅在25%以上,功率密度涨幅大于35%;在4 C倍率下全电池的中值电压仍在3.00 V以上,在3.65~2.00 V放电,4.00 C/0.33 C容量比在99%以上。

铝箔在锂离子电池中的应用

通过分析铝箔作为锂离子电池的正极集流体的机理、锂离子电池芯的结构分析和生产工艺,归纳出正极集流体用铝箔的技术要求;通过分析铝箔作为聚合物锂离子电池的包装材料阻隔层的机理、软包装材料的结构分析和生产工艺,归纳出聚合物锂离子电池的包装材料阻隔层铝箔的技术要求。

废动力锂电池正极材料与集流体的分离研究

针对废动力锂电池回收过程中正极材料与集流体铝箔的分离问题,根据集流体、正极材料和粘结剂物理性质的差异,采用低温热处理与破碎筛分的组合工艺对锂电池正极材料和集流体铝箔进行分离与回收研究,并探讨了热处理温度与时间对破碎后正极材料解离率和破碎产物粒度分布的影响。结果表明:在300℃下热处理120min后,正极材料涂层脆性变大,再经破碎即可使正极材料从集流体铝箔上充分解离,筛分后铝箔可直接回收,而正极材料能直接进入下一步回收工艺。

锂离子电池集流体的研究进展

锂离子电池的内阻直接影响电池的可靠性和循环寿命,这不仅取决于电池的四大主材,而且与集流体有关。集流体既是活性物质的载体,又是工作时产生的电流汇集的导体,形成较大的电流,提高锂离子电池充放电效率。综述了目前研究文献中锂离子众多集流体在锂离子电池中的最新研究进展。

聚合物锂离子电池正极集流体材料的研制与应用

为改善聚合物锂离子电池正极集流体材料的工艺与电化学特性,研制了一种冲孔铝箔替代传统的切拉铝网,设计的孔位结构满足了聚合物锂离子电池制造工艺过程及集流体孔隙率要求,重点论述了冲孔铝箔研制与生产过程,并提出了新材料对电池工业发展的重要作用。

锂离子电池集流体铝箔表面改性研究现状

锂离子电池作为新能源汽车最关键的核心组件,直接制约着新能源汽车的续航、安全、寿命等,而集流体铝箔的性能又直接制约着锂离子电池比容量和倍率。总结了近年来对锂离子电池集流体铝箔表面改性的研究与应用,介绍了集流体表面处理、导电涂层方面的研究进展,为集流体铝箔产业发展和工艺技术研究提供参考。