高功率型锂离子电池的研制

黄锋涛

摘 要：采用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为正极材料，石墨为负极材料，制成18650型/1300 mA·h功率型圆柱电池;该类电池5 C放电容量相当于1 C放电容量的99%，5 C循环测试900次后，容量剩余87%以上;经过针刺后，电池没有起火爆炸。

关 键 词：锂离子电池;18650;功率;安全性

中图分类号：TM 311 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）06-1266-02

Preparation and Electrochemical

Performance of High Power Lithium Ion Battery

HUANG Feng-tao

（Department of Chemical Engineering，Shaanxi National Defense Industry Vocational Technology Institute，

Shaanxi Xian 710302，China）

Abstract： The 18650/1300 mA·h Li-ion batteries were prepared with LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 as positive electrode and graphite as negative electrode. The discharge capacity of the batteries at 5 C was about 99% of the capacity obtained at 1.0 C. The capacity was over 87% of the original capacity after 900 cycles. Furthermore， there was no exploding and fire when the batteries were short circuited by puncturing.

Key words： Lithium-ion battery;18650;Power;Safety

动力型电池要求具有高功率、长寿命和安全性等特性[1]。因此高功率型锂离子动力电池有望成为未来电动汽车和其他电动工具的首选电源[2]。正极材料是决定锂离子电池性能的最关键因素之一，锰酸锂电池寿命较短，钴酸锂电池价格昂贵及电压较低，磷酸铁锂电压较低，等都是制约其发展的因素[3-5]。

层状结构的镍钴锰三元材料[6]，由于放电容量高，电压较高，价格相对于钴酸锂较低，又环保，寿命较长而备受关注。18650型电池[7]是一种常见的电池，具有广泛的用途，特别是功率型的电池，应用于电动工具、电动玩具和电动自行车动力设备中。

本文研制出一种可以大功率长寿命的18650型锂离子电池，以其满足未来的电动市场。

1 实验部分

1.1 电池的制备和组装

正极部分以镍钴锰酸锂、导电剂和粘结剂PVDF为原料，按照质量比为92：5：3混合容于溶剂NMP搅拌而成，将浆料均匀涂布于0.015 mm厚度的铝箔上并烘干;负极以石墨、导电剂和粘结剂CMC为原料按照92.5：3：4.5混合搅拌速成，负极涂布于0.009 mm厚铜箔上并烘干。正极涂布面密度为18 mg/cm2，负极的单面涂布面密度为9.7 mg/cm2。正极压实密度为2.70 g/cm3，负极极片压实密度1.35 g/cm3正极极片裁片宽度为52 mm，负极极片为54 mm。正负极极片长度比为0.90，将负极片、隔膜（厚度为20 μm）、正极片和钢壳在一起制成电池。……