超低温圆柱磷酸铁锂电池研制

万里鹏，唐世弟，郭 密，王珍珍，王振波

(1.东莞市振华新能源科技有限公司，广东东莞523696；2.哈尔滨工业大学化工与化学学院，黑龙江哈尔滨150001)

锂离子电池在车载通信、航天航空、深海潜航、科考探险及应急救灾等特殊领域应用时，工程任务对其性能提出了更为苛刻的要求。在保证锂离子电池安全性使用前提下，需要满足超低温环境下(-40 ℃及以下)能够正常工作[1]的要求。

目前，锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍钴锰锂和磷酸铁锂等。研究表明LiFePO4具有比LiCoO2和镍钴锰等正极材料更高的热稳定性[2]。但由于磷酸铁锂电池低温性能较差，抑制了其在特殊领域的应用，改善其低温性能一直被大家关注[3]。磷酸铁锂电池低温性能的研究工作，温度范围多集中在-20 ℃以上。满足-40 ℃以下超低温环境使用的磷酸铁锂电池少见文献报道。

本文通过选择磷酸铁锂材料、优化电解液配方、调整极片面密度等技术手段，成功开发出一款适应极低温环境的圆柱型磷酸铁锂电池。该电池同时具备高比能量、高安全性等优点。

1 实验

1.1 原料与试剂

两种不同形貌的磷酸铁锂材料样品a 和b，深圳产，电池级；超导炭黑(Super P)，瑞士产，电池级；碳纳米管(CNT)，焦作产，电池级；聚偏氟乙烯(PVDF)，广州产，电池级；溶剂(NMP)，东莞产，电池级；石墨(C)，上海产，电池级；羧甲基纤维素钠(CMC)，江门产，电池级；粘结剂(SBR)，日本产，电池级；铝箔，广西产，纯度99.3%，厚度14 μm；铜箔，福建产，纯度99.9%，厚度8 μm；隔膜，重庆产，厚度16 μm。

电解液E1 为1.3 mol/L 的LiPF6电解液，EC∶EMC∶EP 的质量比2∶3∶5，添加剂为1.5% 的VC 和1%的PS(湖州产，电池级)；……