鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1015次 | 2021年06月21日
高溫型鋰錳電池正極材料的研究分解
高溫型鋰二氧化錳電池是一種緊要的一次電源,廣泛使用在汽車輪胎壓力測(cè)試系統(tǒng)(TPMS)以及醫(yī)療儀器等范疇。我國(guó)雖然是一次電池的制造大國(guó),但在高端的高溫型一次鋰離子電池范疇卻處于空白的狀態(tài)。缺少適合高溫使用的正極材料是限制高溫型鋰二氧化錳電池發(fā)展的原由之一。在100℃以上二氧化錳與電解液的反應(yīng)變得逐漸強(qiáng)烈起來,促使電解液分析并萌生大量的氣體,且在二氧化錳表面形成惰性氧化層造成歐姆極化新增,如此種種,導(dǎo)致鋰二氧化錳電池高溫下性能劣化,不能工作。
本公司在適合高溫用二氧化錳正極材料方面進(jìn)行了深入研究,從控制二氧化錳γ與β晶型的比例入手,并進(jìn)行元素?fù)诫s得到高溫型二氧化錳(G-MnO2)。
材料性能探測(cè)辦法:
按高溫型二氧化錳:導(dǎo)電劑:粘接劑=92:4:4比例混合,以乙醇為溶劑,通過碾膜方式制成正極片。
所得正極片與鋰片、聚丙烯隔膜、電解液裝配成為CR2032電池進(jìn)行探測(cè)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池探測(cè)結(jié)果:
1.在常溫(20±5℃)下,以階段恒流(8-3-1.5-0.6-0.3mA/g)放電,截止電壓2.0V,正極材料比容量為264mAh/g。
2.在低溫(0±2℃)下,以階段恒流(16-8-3-1.5-0.6-0.3mA/g)放電,放電曲線受到溫度變化而波動(dòng),材料的放電比容量為261mAh/g。
3.在高溫125℃下,對(duì)電池進(jìn)行16mA/g恒流放電,截止電壓2.0V,電池完全可以正常放電,放電曲線平穩(wěn),正極材料的比容量為260mAh/g。顯然,高溫下材料大電流放電能力更好。
4.將電池在125℃下擱置120小時(shí),然后以16mA/g恒流放電,放電截止電壓2.0V,正極材料的比容量為250mAh/g,聲明在125℃下高溫型正極材料保持相對(duì)穩(wěn)定,發(fā)生分析或劣化的程度很小。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
5.電池在150℃下,以16mA/g恒流放電,探測(cè)了8小時(shí),超過了TPMS系統(tǒng)150℃工作7小時(shí)的要求。電池的工作電壓平臺(tái)正常,未出現(xiàn)異常平臺(tái),說明正極材料沒有新相萌生,性質(zhì)是穩(wěn)定的,電池還可以持續(xù)放電。
對(duì)用本公司開發(fā)的高溫型二氧化錳材料做成的CR2032電池在常溫、低溫及高溫(125℃、150℃)下進(jìn)行了電性能和擱置耐久性能的探測(cè),此材料的比容量達(dá)到260mAh/g以上,放電曲線平穩(wěn),同時(shí)在高溫下二氧化錳材料保持相對(duì)穩(wěn)定。此材料完全適合在高溫下工作,可以作為TPMS電池的正極材料。