磷酸铁锂电池的热效应研究

  以磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子二次电池具有安全、无污染、价格低廉、使用寿命长等优点，是新一代锂离子电池的发展方向. 磷酸铁锂晶格稳定性好,锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大,因而具有良好的可逆性,磷酸铁锂电池 1 C 充节电池过充电压 30 V 不燃烧，穿刺不爆炸，具有优异的安全性能和循环寿命，是其他材料无法比拟的，在储能电池和汽车动力电池中具有诱人的应用前景.磷酸铁锂电池的研究报究报道很多，但这些报道大多是关于磷酸铁锂材料的制备和涂层方法[8~12]. 例如,Zhang 等超临界二氧化碳为溶剂界二氧化碳合成LiFePO4,该材料的 0.1 C 158 mAh/g.Qian 等[14]通过无模板水热合成介孔 LiFePO4 微球，材料的压实密度可达 1.4 g/cm3,10 C 容量为 115mAh/g.然而，对电池充放电过程中热效应的研究相对较少. 汽车动力电池是由单个电池组成的巨大电池组，对大电流充放电要求高，内部散热条件远高于传统手机电池.

  如果电池在充放电过程中产生过多的热量，不能及时释放，会导致温度升高，影响电池的正常运行，甚至造成安全事故.因此，有必要研究磷酸铁锂电池在充放电过程中的热效应.本文以1865型磷酸铁锂电池为例，系统研究了电池在保温、保温、自然散热条件下的热效应，为磷酸铁锂电池在电动汽车中的应用奠定了基础.

  1865 制备型磷酸铁锂电池

  以 LiFePO4正极材料，PVDF 为粘合剂，乙炔黑为添加剂制作正极片. 先将PVDF溶解在NMP中，加 LiFePO4 与乙炔黑混合均匀，然后在铝箔上均匀涂抹浆料. 负极片由天然石墨制成，涂层基体为铜箔，制造方法与正极片相同. 将极片干燥、压片、切片、卷绕、注液后，组装成 1865 型(直径 18 mm,高度 65 mm 圆柱形)锂离子电池. 测量的电池重量 38.32 g,容量为 1300 mAh.