小(xiǎo)王子(zǐ)鋰離(lí)子(zǐ)電池正極材料(liào)的低溫(wēn)特性(xìng)
1，層狀(zhuàng)結(jié)構正(zhèng)極材料的低溫(wēn)特性
層(céng)狀結(jié)構(gòu)，既擁(yōng)有一維鋰(lǐ)離子擴散(sàn)通道所不可(kě)比擬的倍(bèi)率(shuài)性能，又擁有三維通道(dào)的結(jié)構穩(wěn)定性，是最早商用的鋰離子電池正(zhèng)極(jí)材料。其代表性(xìng)物質有LiCoO2，Li(Co1-xNix)O2和Li(Ni,Co,Mn)O2等。
謝(xiè)曉(xiǎo)華(huá)等以(yǐ)LiCoO2/MCMB為(wéi)研究(jiū)對(duì)象，測試了(liǎo)其低(dī)溫(wēn)充(chōng)放(fàng)電(diàn)特(tè)性(xìng)。
結(jié)果(guǒ)顯示(shì)，隨(suí)著溫度(dù)的降低，其(qí)放電(diàn)平台(tái)由3.762V(0℃)下降到3.207V(–30℃)；其(qí)電池總容量也由78.98mA·h(0℃)銳減(jiǎn)到(dào)68.55mA·h(–30℃)。
2，尖晶(jīng)石結構(gòu)正極材(cái)料的低溫(wēn)特性尖(jiān)晶(jīng)石結構LiMn2O4正極材(cái)料，由於(yú)不(bù)含(hán)Co元(yuán)素，故而(ér)具有(yǒu)成(chéng)本低，無毒性的優勢。
然而(ér)，Mn價(jià)態多(duō)變和(hé)Mn3+的Jahn-Teller效(xiào)應，導致該組分存在著結構不(bù)穩(wěn)定(dìng)和(hé)可逆性差等(děng)問題(tí)。
彭正順(shùn)等指出(chū)，不(bù)同(tóng)製備(bèi)方法對LiMn2O4正(zhèng)極材料(liào)的電化(huà)學性能(néng)影響(xiǎng)較大，以(yǐ)Rct為(wéi)例(lì)：高溫固相(xiāng)法(fǎ)合(hé)成(chéng)的LiMn2O4的(dí)Rct明顯(xiǎn)高(gāo)於(yú)溶(róng)膠凝膠法(fǎ)合成的，且(qiě)這一(yī)現象在鋰(lǐ)離子(zǐ)擴散係(xì)數上也有所(suǒ)體(tǐ)現。究(jiū)其(qí)原因，主要是由(yóu)於(yú)不(bù)同合(hé)成(chéng)方(fāng)法對產(chǎn)物結(jié)晶度和(hé)形(xíng)貌影響(xiǎng)較大(dà)。
3，磷酸鹽(yán)體(tǐ)係正(zhèng)極材(cái)料(liào)的低(dī)溫特性(xìng)LiFePO4因(yīn)的(dí)體積穩定性(xìng)和安全性(xìng)，和三(sān)元(yuán)材(cái)料(liào)一起(qǐ)，成(chéng)為(wéi)目前動(dòng)力電池正(zhèng)極材料的(dí)主體(tǐ)。磷酸鐵(tiě)鋰低(dī)溫性(xìng)能(néng)差(chà)主要(yào)是因(yīn)為其(qí)材(cái)料本(běn)身為絕緣體，電子導(dǎo)電率(shuài)低，鋰離子擴(kuò)散性差，低(dī)溫(wēn)下導電性(xìng)差，使(shǐ)得電(diàn)池內阻增(zēng)加，所受極化影(yǐng)響大，電(diàn)池充(chōng)放電(diàn)受(shòu)阻，因此低(dī)溫性(xìng)能(néng)不(bù)理想。
穀(gǔ)亦(yì)傑(jié)等(děng)在(zài)研究低溫下(xià)LiFePO4的充放(fàng)電行為時發現(xiàn)，其庫倫效(xiào)率(shuài)從55℃的(dí)100%分別下降到0℃時的(dí)96%和–20℃時的64%；放(fàng)電電壓從55℃時(shí)的(dí)3.11V遞減到–20℃時的2.62V。
Xing等利(lì)用納米碳對(duì)LiFePO4進行改性，發(fā)現，添(tiān)加納米碳(tàn)導(dǎo)電劑(jì)後，LiFePO4的電化學(xué)性能(néng)對(duì)溫(wēn)度的(dí)敏感性降(jiàng)低，低溫性能(néng)得到改善；改(gǎi)性後LiFePO4的(dí)放電電(diàn)壓從25℃時的3.40V下(xià)降(jiàng)到–25℃時的3.09V，降(jiàng)低幅度(dù)僅為9.12%；且其(qí)在(zài)–25℃時(shí)電池效率為57.3%，高於不(bù)含(hán)納米碳導電劑(jì)的(dí)53.4%。
近來，LiMnPO4引起了人們濃(nóng)厚的興(xīng)趣。研究(jiū)發現(xiàn)，LiMnPO4具(jù)有(yǒu)高電(diàn)位(4.1V)，無(wú)汙(wū)染，價(jià)格低，比(bǐ)容量大(170mAh/g)等(děng)優點。然而，由(yóu)於(yú)LiMnPO4比LiFePO4更低(dī)的離(lí)子電導(dǎo)率(shuài)，故在(zài)實際中(zhōng)常(cháng)常(cháng)利(lì)用Fe部(bù)分(fēn)取代Mn形成(chéng)LiMn0.8Fe0.2PO4固溶體。
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更新時間(jiān)：2024-08-08 
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