混合正极中LiMn0.7Fe0.3PO4粒径对锂离子电池性能的影响

王赞霞，袁万颂

[中航锂电(洛阳)有限公司，河南 洛阳 471003]

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混合正极中LiMn0.7Fe0.3PO4粒径对锂离子电池性能的影响

王赞霞，袁万颂

[中航锂电(洛阳)有限公司，河南 洛阳 471003]

将不同粒径的LiMn0.7Fe0.3PO4与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2按质量比21∶73混合，用作锂离子电池正极活性物质。D50分别为9.31 μm和4.32 μm的LiMn0.7Fe0.3PO4材料制备的极片，最大压实密度分别为3.03 g/cm3和3.10 g/cm3。制备的额定容量为5 Ah的04125136型电池，低倍率下的倍率放电性能相当；当放电倍率≥2.0C时，放电容量受到粒径的影响，3.0C首次放电容量(3.0～4.2 V)分别为0.3C放电容量的80.9%(D50=9.31 μm)和87.1%(D50=4.32 μm)；在低温-20 ℃ 下以0.3C在3.0～4.2 V放电，首次放电容量分别为常温下的55.3%(D50=9.31 μm)和61.2%(D50=4.32 μm)。以小粒径LiMn0.7Fe0.3PO4材料制得的混合正极制备的电池，具有较好的倍率性能、低温性能和安全性能。

磷酸锰铁锂； 粒径； 倍率性能； 低温性能； 安全性能

磷酸锰铁锂(LiMn0.7Fe0.3PO4)具有斜方晶的橄榄石型晶体结构，具有良好的循环性能和安全性能[1]。Mn3+/Mn2+电对在4.0 V(vs. Li+/Li)附近可进行Li+嵌脱，获得4.0 V平台的容量，从而提高电池的能量密度[2]。LiMn0.7Fe0.3PO4材料因比表面积较大、加工困难、极片易吸水及压实密度低等问题，一般不单独用于制备电池[3]。

本文作者将两种不同粒径的LiMn0.7Fe0.3PO4分别与镍钴锰三元材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)混合，用作锂离子电池正极活性物质，研究LiMn0.7Fe0.3PO4粒径对电池电化学性能及安全性能的影响。

1 实验

1.1 电极的制备

将LiMn0.7Fe0.3PO4(北京产，99.7%)、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(浙江产，99.8%)、导电炭黑SP(上海产，99.6%)、粘结剂聚偏氟乙烯(江苏产，99.8%)按质量比21∶73∶3∶3混合，用溶剂N-甲基吡咯烷酮(山东产，99.9%)调浆，涂覆于20 μm厚的铝箔(福建产，99.9%)上(涂覆面密度为337 g/m2)，在95 ℃下真空(≤-99.7 kPa，下同)干燥5 h，再在DYG-703B油压对辊机(深圳产)上压至132 μm厚(压实密度为3.00 g/cm3)，然后裁切成101 mm×108 mm的正极片。……