基于硅碳負(fù)極材料的鋰離子電池工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-04 11:48
隨著鋰離子電池市場(chǎng)需求的不斷增加,鋰離子電池技術(shù)要求也隨之提高。高能量密度成為鋰離子電池新的發(fā)展。與現(xiàn)階段主要應(yīng)用的負(fù)極材料石墨相比硅負(fù)極材料成為越來(lái)越多企業(yè)新的選擇。這主要是因?yàn)楣璨牧系睦碚摫热萘枯^高,有效的滿足提高電芯能量密度的要求,同時(shí)硅的儲(chǔ)量豐富,具有很好的研究?jī)r(jià)值。本論文主要是基于一種硅碳負(fù)極在鋰離子電池中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。(1)本論文以SWCNT作為導(dǎo)電劑,對(duì)其在勻漿工藝中的添加量進(jìn)行探索,得出在SWCNT的添加量為0.03%時(shí),所組裝的NCM523/硅碳兩電極軟包電池的循環(huán)性能最好,200周循環(huán)后其放電容量保持率仍有84.25%。(2)本論文對(duì)電池工藝中各種粘結(jié)劑進(jìn)行篩選與探索,得出CMC+SBR作為粘結(jié)劑在實(shí)驗(yàn)組的粘結(jié)劑中,其物理性能(黏度,溶脹度以及反彈率)均處于中值。然而在電化學(xué)性能上有些優(yōu)異的表現(xiàn),CMC+SBR作為粘結(jié)劑所組裝的NCM523/硅碳兩電極軟包電池循環(huán)200周之后電池的放電容量保持率大于80%,其余組合所組軟包電池循環(huán)200周后放電容量保持率均小于80%。結(jié)合目前商業(yè)上粘結(jié)劑的使用情況而言,CMC+SBR組合的粘結(jié)劑為現(xiàn)階段該硅碳復(fù)合材料比較推薦的...
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:50 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1硅石墨復(fù)合電極與(a)PAH0.2Na0.8,(b)PANa的改進(jìn)機(jī)理示意圖[7Q]??海藻酸鈉:海藻酸鈉(SA)是一種結(jié)構(gòu)特殊的線性高分子多糖,它是由一個(gè)個(gè)??
?第2章實(shí)驗(yàn)部分???(6)注液:使用注液設(shè)備在要求的工藝參數(shù)下進(jìn)行注液;??(7)真空滲透:將電芯擺放整齊置于真空靜置箱內(nèi),進(jìn)行抽真空操作,過(guò)??程分別為-0.02MPa2次,每次時(shí)長(zhǎng)20s,?-0.05MPal次時(shí)長(zhǎng)30s,?-0.1MPa2次,??每次時(shí)長(zhǎng)60s;??(8)封裝:真空滲透后的電芯在手套箱內(nèi)使用真空預(yù)封機(jī)進(jìn)行頂部封裝。??2.3.3電池的預(yù)充及分容??(1)電池清洗及靜置:封裝完成的電芯取出手套箱后對(duì)其表面進(jìn)行清洗,??利用電壓表進(jìn)行內(nèi)阻和電壓的測(cè)量,剔除不合格電芯后靜置24h;??(2)化成:完成靜置的電芯夾上夾板后置于測(cè)試柜上,設(shè)置相應(yīng)的測(cè)試程??序進(jìn)行化成;??(3)剪切氣袋,二封:電池化成完成后,做抽氣封和裁切,然后進(jìn)行再次??封裝;??(4)分容分組:根據(jù)電芯放電容量的不同而進(jìn)行分組,將電容量相近的電??芯分為一組進(jìn)行標(biāo)注。??正極勻楽?負(fù)極勻衆(zhòng)?1??\?=|?i??正極涂布?負(fù)極涂布?|? ̄???1???1??|電芯真空烘烤??正極片真空烘烤?|負(fù)極片真空烘烤??j????1???J?? ̄注液,封□??正極輯壓切片?|負(fù)極輥壓切片??j???正極片真空烘烤|?|負(fù)極片真空烘烤?I?化f??I?I?1??「.?*???二封??疊片??=???I??-i???極耳超聲波焊接??|?職健??圖2.1軟包電池流程圖??16??
活性物質(zhì):粘結(jié)劑:導(dǎo)電劑(SWCNT漿料+SP)?=0.94:?0.041:?0.019。(依??照設(shè)計(jì)比例而改變)。??在配制漿料過(guò)程以添加〇%的SWCNT為對(duì)照組,添加0.01%,0.03%,0.05%??的SWCNT為實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。配制好的漿料按照設(shè)計(jì)好的面密度進(jìn)行涂布,??制備電極,組裝電池。為控制變量,粘結(jié)劑統(tǒng)一使用CMC+SBR,電解液使用新??宙邦公司所售的三元/桂碳電解液。??3.3結(jié)果與討論??3.3.1黏度分析??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Self-healing alginate-carboxymethyl chitosan porous scaffold as an effective binder for silicon anodes in lithium-ion batteries[J]. Zhao-Hui Wu,Juan-Yu Yang,Bing Yu,Bi-Meng Shi,Chun-Rong Zhao,Zhang-Long Yu. Rare Metals. 2019(09)
[2]鋰離子電池電解質(zhì)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 黃峰,周運(yùn)鴻. 電池. 2001(06)
博士論文
[1]鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電化學(xué)性能[D]. 孫威.華南理工大學(xué) 2017
碩士論文
[1]氟代碳酸乙烯酯在新型電池材料中的應(yīng)用研究[D]. 趙金玲.北京有色金屬研究總院 2017
本文編號(hào):3063163
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:50 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1硅石墨復(fù)合電極與(a)PAH0.2Na0.8,(b)PANa的改進(jìn)機(jī)理示意圖[7Q]??海藻酸鈉:海藻酸鈉(SA)是一種結(jié)構(gòu)特殊的線性高分子多糖,它是由一個(gè)個(gè)??
?第2章實(shí)驗(yàn)部分???(6)注液:使用注液設(shè)備在要求的工藝參數(shù)下進(jìn)行注液;??(7)真空滲透:將電芯擺放整齊置于真空靜置箱內(nèi),進(jìn)行抽真空操作,過(guò)??程分別為-0.02MPa2次,每次時(shí)長(zhǎng)20s,?-0.05MPal次時(shí)長(zhǎng)30s,?-0.1MPa2次,??每次時(shí)長(zhǎng)60s;??(8)封裝:真空滲透后的電芯在手套箱內(nèi)使用真空預(yù)封機(jī)進(jìn)行頂部封裝。??2.3.3電池的預(yù)充及分容??(1)電池清洗及靜置:封裝完成的電芯取出手套箱后對(duì)其表面進(jìn)行清洗,??利用電壓表進(jìn)行內(nèi)阻和電壓的測(cè)量,剔除不合格電芯后靜置24h;??(2)化成:完成靜置的電芯夾上夾板后置于測(cè)試柜上,設(shè)置相應(yīng)的測(cè)試程??序進(jìn)行化成;??(3)剪切氣袋,二封:電池化成完成后,做抽氣封和裁切,然后進(jìn)行再次??封裝;??(4)分容分組:根據(jù)電芯放電容量的不同而進(jìn)行分組,將電容量相近的電??芯分為一組進(jìn)行標(biāo)注。??正極勻楽?負(fù)極勻衆(zhòng)?1??\?=|?i??正極涂布?負(fù)極涂布?|? ̄???1???1??|電芯真空烘烤??正極片真空烘烤?|負(fù)極片真空烘烤??j????1???J?? ̄注液,封□??正極輯壓切片?|負(fù)極輥壓切片??j???正極片真空烘烤|?|負(fù)極片真空烘烤?I?化f??I?I?1??「.?*???二封??疊片??=???I??-i???極耳超聲波焊接??|?職健??圖2.1軟包電池流程圖??16??
活性物質(zhì):粘結(jié)劑:導(dǎo)電劑(SWCNT漿料+SP)?=0.94:?0.041:?0.019。(依??照設(shè)計(jì)比例而改變)。??在配制漿料過(guò)程以添加〇%的SWCNT為對(duì)照組,添加0.01%,0.03%,0.05%??的SWCNT為實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。配制好的漿料按照設(shè)計(jì)好的面密度進(jìn)行涂布,??制備電極,組裝電池。為控制變量,粘結(jié)劑統(tǒng)一使用CMC+SBR,電解液使用新??宙邦公司所售的三元/桂碳電解液。??3.3結(jié)果與討論??3.3.1黏度分析??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Self-healing alginate-carboxymethyl chitosan porous scaffold as an effective binder for silicon anodes in lithium-ion batteries[J]. Zhao-Hui Wu,Juan-Yu Yang,Bing Yu,Bi-Meng Shi,Chun-Rong Zhao,Zhang-Long Yu. Rare Metals. 2019(09)
[2]鋰離子電池電解質(zhì)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 黃峰,周運(yùn)鴻. 電池. 2001(06)
博士論文
[1]鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電化學(xué)性能[D]. 孫威.華南理工大學(xué) 2017
碩士論文
[1]氟代碳酸乙烯酯在新型電池材料中的應(yīng)用研究[D]. 趙金玲.北京有色金屬研究總院 2017
本文編號(hào):3063163
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