不同粘结剂对碳包覆LiFePO4锂电池正极材料电化学性能的影响文献综述
2020-05-26 20:48:42
从 1990年代初日本 SONY公司成功的将锂离子电池实现商业化之后, 锂离子电池在电子产品领域得到了广泛应用。
不同于传统的蓄电池, 锂离子电池的材料体系非常丰富, 如正极材料有锰酸锂(LiMn2O4 )、钴酸锂(LiCoO2) 、 磷酸铁锂(LiFePO4)以及三元材料 (LiNixCo1-x-y MnyO2)等, 负极材料有钛酸锂(Li-Ti5O12)、石墨、硬碳等,相关材料组合形成了丰富的锂离子电池产品。
与其他传统蓄电池相比, 它的大电流放电能力强、 循环寿命长、比能量高, 且储能效率可以达到 90%以上,这些独特性决定了其在电能质量调节、新能源汽车及小型分布式电站方面将有很好的应用前景。
材料技术的进步正是锂离子电池取得发展的基础。
橄榄石型结构的 LiFePO 4 作为锂离子电池的正极材料,由于其资源丰富、循环寿命长、安全性好、较高的理论比容量等优点和适中的电压平台[1-3],使得其具有广阔的应用前景,目前在动力电池领域已经得到广泛应用,是当前新能源汽车动力电池主力军[4]。
然而由于LiFePO4 本身存在电导率低[5]和Li 扩散速率慢[6]等缺陷,制约了其在动力电池领域的进一步发展。
目前,为了提高 LiFePO4 的电子和离子导电率以及改善电池的电化学性能,研究者们主要通过元素掺杂、碳包覆[7-10]和粒径控制[11-13]等途径来提高 LiFePO 4 正极材料的电化学性能。
除了通过对 LiFePO4 活性材料自身进行改性优化之外,粘结剂作为锂离子电池中的重要非活性成分,其性能的优劣也将直接影响电池的电化学性能。
在电极中,粘结剂是用来将电极活性物质粘附在集流体上的高分子化合物。
它的主要作用是粘结和保持活性物质,增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触,更好地稳定极片的结构,对于在充放电过程中体积会膨胀/收缩的锂离子电池正负极来说,要求粘结剂对此能够起到一定的缓冲作用。