本文關(guān)鍵詞：商業(yè)用手機(jī)鋰離子電池高效化成和充電方法研究

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【摘要】：鋰離子電池具有電壓高、能量密度大、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),在小型電子產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。鋰離子電池在出廠前需要進(jìn)行化成和預(yù)充電過程,通常工廠化成工藝和預(yù)充電過程時(shí)間較長,如果能夠在保證原循環(huán)穩(wěn)定性、循環(huán)效率、電池安全性能的基礎(chǔ)上,縮短化成時(shí)間,提高鋰離子電池的工廠化成和預(yù)充電過程生產(chǎn)效率,將對(duì)鋰離子電池生產(chǎn)效率的提高、成本的降低具有十分重要的意義。本文研究了鋰離子電池不同倍率化成和分段化成、化成后不同倍率預(yù)充電的循環(huán)性能,通過電化學(xué)交流阻抗(EIS)測試研究電池內(nèi)阻在300次充放電循環(huán)過程中的變化,采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等表征手段對(duì)電池正負(fù)電極材料的結(jié)構(gòu)變化以及化學(xué)成分的變化進(jìn)行研究。通過使用鈷酸鋰、磷酸鐵鋰為正極材料,石墨、MCMB為負(fù)極材料制成扣式電池,采用在電池的第1-2,1-4,3-4次循環(huán)中的恒流充放電階段,分段充放電的恒流充放電階段使用不同倍率、分段充電的方法進(jìn)行充放電的循環(huán)測試,以研究不同化成方法、預(yù)充電、分段充電等循環(huán)過程對(duì)電池正負(fù)極材料的影響。研究表明,除個(gè)別倍率對(duì)負(fù)極材料的循環(huán)性能有一定影響外,其余倍率的化成、預(yù)充電、分段充電對(duì)電池的循環(huán)性能無明顯影響。本文研究了Li Co O2/石墨商業(yè)鋰離子電池不同倍率化成、分段化成、化成后預(yù)充電,上述三組電池以0.2C倍率進(jìn)行充放電循環(huán)300次,電池的容量保持率均可達(dá)到90%以上,其中化成后預(yù)充電的容量保持率最高,可以達(dá)到96%以上,不同倍率化成電池的容量保持率可達(dá)到94%左右,1300m Ah分段化成容量保持率最低,為90%以上。通過對(duì)三組電池進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測試,發(fā)現(xiàn)電池阻抗值變化不明顯,說明本實(shí)驗(yàn)所采用的化成方法和預(yù)充電方法對(duì)電池內(nèi)部阻抗影響較小。借助X射線衍射(XRD)分析,發(fā)現(xiàn)三組電池在進(jìn)行0.2C充放電300次循環(huán)測試后,鋰離子電池正負(fù)極材料的晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯改變。傅立葉變換紅外光譜測試(FTIR)分析發(fā)現(xiàn),三組電池在300次循環(huán)測試后,其鋰離子電池正負(fù)極材料化學(xué)成分無明顯變化。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察,三組電池在進(jìn)行循環(huán)測試后,鋰離子電池正負(fù)極材料顆粒形貌發(fā)生變化,負(fù)極材料變化較明顯,正極上有白色物質(zhì)生成。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 電池化成 充電制度 SEI膜 電池內(nèi)阻
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8
• 1.2 鋰離子電池概況8-11
• 1.2.1 鋰離子電池工作原理8-9
• 1.2.2 鋰離子電池化成原理及充電方法9-11
• 1.3 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 鋰離子電池用正極與負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.2 鋰離子電池化成現(xiàn)狀15
• 1.3.3 鋰離子電池充電方法現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容16-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法19-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器19-20
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器19-20
• 2.2 材料的制備20-22
• 2.2.1 扣式電池的制作20-21
• 2.2.2 扣式電池的組裝21
• 2.2.3 全電池拆解21-22
• 2.3 材料的表征測試22
• 2.3.1 X射線粉末衍射儀22
• 2.3.2 傅利葉變換紅外光譜22
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡22
• 2.4 電池化成及充放電性能測試22-23
• 2.4.1 化成測試22
• 2.4.2 充放電循環(huán)性能測試22-23
• 2.5 全電池阻抗測試23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 扣式半電池不同化成方法及充放電循環(huán)測試24-36
• 3.1 正極材料的不同化成方法及充電循環(huán)測試24-30
• 3.1.1 正極材料的化成循環(huán)測試24-25
• 3.1.2 正極材料的預(yù)充電循環(huán)測試25-26
• 3.1.3 正極材料的化成與預(yù)充電循環(huán)測試26-28
• 3.1.4 正極材料的分段充電循環(huán)測試28-30
• 3.2 負(fù)極材料的不同化成方法及充電循環(huán)測試30-34
• 3.2.1 負(fù)極材料的化成循環(huán)測試30-31
• 3.2.2 負(fù)極材料的預(yù)充電循環(huán)測試31-32
• 3.2.3 負(fù)極材料的化成和預(yù)充電循環(huán)測試32-33
• 3.2.4 負(fù)極材料的分段充放電循環(huán)測試33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第4章 商業(yè)鈷酸鋰電池化成、預(yù)充電、阻抗測試及材料表征36-63
• 4.1 鋰離子電池不同方法化成及充電循環(huán)性能測試36-40
• 4.1.1 全電池的不同倍率化成循環(huán)測試37-39
• 4.1.2 全電池的分段化成循環(huán)測試39-40
• 4.2 商業(yè)鋰離子電池預(yù)充電循環(huán)測試40-42
• 4.3 全電池電化學(xué)阻抗譜測試42-49
• 4.4 電池正負(fù)極材料表征分析49-61
• 4.4.1 X射線粉末晶體衍射（XRD）分析49-54
• 4.4.2 傅立葉變換紅外光譜（FTIR）分析54-55
• 4.4.3 掃描電子顯微鏡（SEM）觀察55-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果68-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人簡歷71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1001693