如何提高锂离子电池的倍 率性能
低温电解液对锂离子电池倍率和循环性能的影响
低温电解液对锂离子电池倍率和循环性能的影响摘要：分别加注常规电解液和低温电解液，制备得到四种不同电解液的18650全电池。
样品电池的测试结果表明：低温电解液在显著改善锂离子电池的低温性能的同时，低温电解液Ｄ的样品电池表现出较好的倍率和循环性能，4C放电时将电压平台由3.2V提高至3.3V，容量为1.67Ah，循环1000周容量保持率80.7%。
关键词：低温电解液锂离子电池 18650电池倍率性能循环性能随着锂离子电池在军用领域的应用越来越广泛，对锂离子电池的低温性能要求也越来越高，如弹上遥测电池、无人机电池、单兵作战系统电池等锂离子电池，要求在满足常温及高温环境工作的同时，也要满足-20℃甚至-40℃以下低温环境工作指标要求。
在-20℃或-40℃时，普通锂离子电池的输出性能会变差或不能输出，主要表现为放电容量下降、初始放电有明显低波电压、放电电压平台降低，尤其在放电倍率大于0.5C时表现更为突出。
从锂离子电池的影响因素看,很大部分与电解液的类型有关，低温条件下电解液的离子电导率降低、电极/电解液界面的阻抗增大、正极与负极表面的电荷传递阻抗及锂离子在负极中的扩散速度等因素有关[1]。
课题组调研了几种市场上的低温型电解液，本文作者在18650电芯中分别加注常规电解液和低温型电解液，对比研究了低温电解液对18650锂离子电池低温性能的影响[2]，本文对比研究了低温电解液对锂离子电池倍率和循环性能的影响。
1实验1.1电池的制作以钴酸锂（LC108R，湖南产，电池级）为正极活性物质，按质量比95：1：1：3将正极活性物质、导电炭黑SP（上海产，电池级）、导电石墨KS-6（深圳产，电池级）和聚偏氟乙烯PVDF（HSV900，美国产，电池级）混合制浆，涂覆在18μm厚的铝箔（深圳产，电池级）上；以人造石墨（AGP-6L，深圳产，电池级）为负极活性物质，按质量比95：1：1.5：2.5将负极活性物质、导电炭黑SP（上海产，电池级）、羧甲基纤维素钠CMC（BVH8，江门，电池级）和SBR胶乳混合制浆，涂覆在9μm厚的铝箔（惠州产，电池级）上。
LiFePO4锂离子电池的高倍率充放电性能
LiFePO4锂离子电池的高倍率充放电性能钟海江;唐有根;卢周广;张军【摘要】The effects of cathode materials,cathode surfacedensity,conductive agent amount and electrode structure on high rate charge-discharge performance of 18650 type LiFePO4 Li-ion battery were studied- The battery with the D50 of 1.92 fan, specific surface area of 11.4m2/g,cathode surface density of 2.8 g/dm2 and conductive agent amountof 4.0% had better processing performance and rate capability probably. The internal resistance of battery with the structure of bipolar reduced 50% to about 14 mΩ compared to the structure of unipolar, its distribution was centralized, the surface temperature rise was very smell under the chargeat 5.00 C and discharge at 15.00 C. After optimization, when charged-discharged in 2.0-3.8 V,the discharge capacity at 20.00 C and 30.00 C was 96.6%,86.1% of that at 1.00 C rate,respectively,the capacity retention rate was 86.3% at the 300th cycle of 1.00 C charge and 10.00 C discharge.%研究了正极材料、正极面密度、导电剂含量及电极结构对18650型LiFePO4锂离子电池高倍率充放电性能的影响.当D50为1.92 μm,比表面积为11.4 m2/g,正极面密度为2.8 g/dm2,导电剂含量为4.0％时,电池具有较好的加工性能和倍率性能.相比于单极耳结构,双极耳结构电池的内阻减小了50％,为14 mΩ左右,且分布集中；5.00 C充电和15.00 C放电时的表面温升很小.在2.0～3.8 V充放电,优化后的20.00 C、30.00 C放电容量分别为1.00 C时的96.6％、86.1％,1.00C充电、10.00 C放电,第300次循环的容量保持率为86.3％.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】4页(P142-145)【关键词】磷酸铁锂(LiFePO4);锂离子电池;高倍率;充放电性能【作者】钟海江;唐有根;卢周广;张军【作者单位】中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;湖南格林新能源有限公司,湖南湘潭411101;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;湖南格林新能源有限公司,湖南湘潭411101【正文语种】中文【中图分类】TM912.9安全、环保、具有较长的使用寿命,已成为高功率电池研究的热点[1]。
极耳
极耳对锂离子电池倍率性能的影响发布时间：2010-10-14 发布人：21世纪电子网近年来，随着航模、电动工具和电动玩具的快速发展，对锂离子电池的倍率放电性能要求也越来越高，但目前商品化的锂离子电池很难实现20C倍率以上的持续放电，其主要原因是电池在大倍率放电时，极耳发热严重，电池整体温度过高，使得电池容易热失控，从而导致电池倍率放电性能和循环性能变差。
为了得到倍率放电性能好且安全可靠的锂离子电池，在大电流放电时，一方面要尽量避免电池产生大量的热，另一方面要提高电池的散热速率，前者的改善方法可从正负极材料、电解液及正、负极极片设计入手，而后者可通过优化电池结构来提高电池的散热速率，从而提高电池的安全性[1-3]。
极耳是电池与外界能量传递的载体，所以电池大倍率放电时，提高极耳的电导率能够在放电初期有效改善电池的倍率放电性能。
常规的锂离子电池负极耳采用镍极耳，其电导率较差，电导率为140000S/cm，正极耳采用铝极耳，其电导率为369000 S/cm。
在高倍率放电时，由于负极耳的电导率较低，导致电池表面温度过高，从而影响电池的高倍率放电性能。
而铜镀镍负极耳具有优良的导电性能，其电导率接近纯铜的电导率，约为584000 S/cm[4]。
因此本文在现有高倍率体系的基础上，以铜镀镍负极极耳为研究对象，研究了极耳材质、尺寸大小及极耳引出方式对锂离子电池的倍率放电性能和倍率循环性能的影响。
1 实验1.1电池的制备及设计将正极活性物质LiCoO2、超导炭黑SP和导电石墨KS6混合，以PVDF作为粘结剂配制成正极浆料。
将负极活性物质MCMB和超导炭黑SP混合，以PVDF 作为粘结剂配制成负极浆料。
将正、负极浆料经涂布和辊压后，制成超薄、多孔隙的正极片和负极片。
按常规锂离子电池的制备方法，将正、负极极片采用叠片结构制备成额定容量为2Ah的506680型锂离子电池。
实验电池的极耳设计见表1。
表1 实验电池的极耳设计1.2 主要测试仪器采用BS-9088K-3A锂离子电池自动检测装置（广州产）对电池进行化成和分容；采用BK-7024L/60可充电电池检测设备（广州产）对电池进行倍率放电性能的检测；采用热电偶检测倍率放电时的电池表面温度。
化成工艺对高功率型锂离子电池性能的影响
2021年第16期广东化工第48卷总第450期 · 89· 化成工艺对高功率型锂离子电池性能的影响王猛，安冉(郑州比克电子有限责任公司，河南郑州451450)[摘要]锂离子电池的化成是电池生产的关键工序，电池化成的结果直接影响电池的循环寿命、倍率性能、高低温性能等。
本研究采用三元材料-石墨做为正负极材料制备18650高功率型圆柱电芯，考察了4种化成工艺对锂电池性能的影响，实验结果表明：第一步0.15 C恒流充电至3500 mV，第二步0.3 C恒流恒压充电至4200 mV的化成工艺较优，此工艺不仅提高了生产效率，同时也提高锂离子电池的循环性能和存储性能。
[关键词]锂离子电池；高功率；圆柱；化成工艺；电性能[中图分类号]TQ [文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)16-0089-03Effect of Formation Process on the Performance ofHigh-power Lithium Ion BatteryWang Meng, An Ran(Zhengzhou BAK Electronics Co., Ltd., Zhengzhou451450,China)Abstract: The formation of lithium-ion battery is the key process of battery production,which directly affects the cycle life, rate performance, high-and-low temperature performance of the battery.In this study, ternary materials and graphite were used as cathode and anode material,respectively,to prepare 18650-type high-power lithium-ion batteries.The effects of four different formations on the performance of lithium ion battery were investigated. The results indicated that:The first step is 0.15 C constant current charging to 3500 mV, and the second step is 0.3 C constant current and constant voltage charging to 4200 mV, which is better. This process not only improves the production efficiency, but also improves the cycle performance and storage performance of the lithium-ion battery.Keywords:lithium-ion battery；high power；cylinder；formation process；electrical properties近年来，锂离子电池在储能电站、储能电源、电动工具、电动自行车、混合动力电动汽车及纯电动汽车等领域具有广泛的应用，已经成为应对全球能源危机和环保压力的重要途径之一[1]。
锂离子电池制造中的隔膜性能优化考核试卷
8.在所有隔膜材料中，聚乙烯的热稳定性最差。（）
9.优化锂离子电池隔膜的电解液保持能力可以提升电池的循环寿命。（）
10.锂离子电池隔膜的力学性能与电池的充放电速率无关。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述锂离子电池隔膜的主要功能，并说明隔膜性能对电池整体性能的影响。（5分）
锂离子电池制造中的隔膜性能优化考核试卷
考生姓名：________________答题日期：_______年__月__日得分：_____________判卷人：________________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.锂离子电池隔膜的主要作用是什么？（）
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.锂离子电池隔膜的主要作用是提供电池正负极之间的______。（）
2.锂离子电池隔膜通常由______和______两种材料组成。（）
3.提高锂离子电池隔膜的孔隙率可以增加电解液的吸收量，从而提高电池的______性能。（）
17.锂离子电池隔膜在高温下容易发生以下哪种现象？（）
A.热收缩
B.热膨胀
C.热分解
D.热氧化
18.以下哪种因素会影响锂离子电池隔膜的电解液吸收率？（）
A.孔隙率
B.隔膜厚度
C.涂层材料
D.所有以上因素
19.锂离子电池隔膜对电池的内阻有何影响？（）
A.降低电池内阻
B.提高电池内阻
C.与电池内阻无关
D.提高电池能量密度
11. ABC
12. ABC
锂硫电池正极存在的导电性差、穿梭效应两个问题概述和提高性能的解决方式
Key words: lithium/sulfur battery; cathode material; carbon material; shuttle phenomenon; polymer material
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Email:hxzjy@ 指导老师 前沿文献分析
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关键词： 锂硫电池 正极材料 碳材料 穿梭效应 聚合物材料 Two key issues in lithium-sulfur battery’s cathode: poor conductivity and shuttling effect, outlines and solutions to improve the performance
前沿文献分析
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锂硫电池正极存在的导电性差、穿梭效应两个问题概述和提高性能的解决方式
黄晓1 王晓莉2 （中国科学技术大学 化学与材料科学学院材料系 230026）
摘要
当今社会，如何取代或者减少引擎中使用的化石燃料是件很有挑战的问题。近几十年来发展的传统锂离子电池技 术为解决这个问题提供了奠基石但却无法解决问题。原因在于，传统锂离子电池的理论比容量仅仅只有 300mAh/g， 难以满足电动交通工具的能量供给的需求——或者说，维持需求的电池系统的成本太高以至于无法大规模生产与商业 化。而锂硫电池是最有希望成为下一代高比容量化学电池之一。早在上个世纪六十年代，人们就开始研究硫正极，却 直到最近四年才有很大的突破。其中，美国的 SION POWER 公司已经初步实现了锂硫电池的产品化。相比于现在应 用最广泛的锂离子电池，使用价格便宜、含量丰富的硫正极的锂硫电池可以提供五倍左右的容量。 最近几年，相关研究在解决硫正极核心问题上取得了一些突破性的进展。研究者通过使用碳材料或者导电的高分 子材料将导电性极其差的硫包裹起来，一方面增加硫正极的导电性，另一方面这些材料“困住”充放电过程（氧化当 然还原过程）中产生的多硫化物（穿梭效应主要元凶），保护负极材料。当然，这些多硫化物仍然是提高锂硫电池循 环寿命和容量保持的一大难题。目前，使用介孔的碳材料和阵列设计的多孔碳颗粒包裹硫，已经实现了一百次循环保 持 900mAh/g 以上的容量。为了限制多硫化物的溶解，人们使用聚合物包裹硫/碳正极，得到了惊人的容量保持率 （90%首次容量）。
LiFePO4正极材料倍率性能改善的研究进展
LiFePO4正极材料倍率性能改善的研究进展王旭峰;冯志军;张华森;丛欣泉;曾佑鹏【摘要】Olivine-type lithium iron phosphate (LFP) was used as cathode material of lithium ion battery due to its good electrochemical performance,such as stable charging and discharging platform and steady structure during cycling of Li ions.What's more,it had high safety,non-toxic and polluting-free,as well as long cycle life and rich rawmaterial.However,there was a instinct drawback of olive structure that baffles the marketization of LEP in the field of electrical vehicle,and that was the poor rate performance.The main approaches to improve rate performance of LEP include ion doping,surfacecoating,nanocrystallization,ect.On the base of improved approaches mentioned above,the methods in enhancing rate performance of LFP were reviewed in recent years.%橄榄石型磷酸铁锂(LFP)作为锂离子电池正极材料,具有良好的电化学性能、平稳的充放电平台、稳定的充放电结构,而且无毒、无污染、安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛.然而由于其本身结构的缺陷,导致其倍率性能低下,这将直接影响该材料在动力汽车市场的应用.改善其倍率性能的方法主要有离子掺杂、表面包覆、合成纳米材料.以这几类改性方法为主线,综述了近年来LFP倍率性能改善的研究进展.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)008【总页数】4页(P1202-1205)【关键词】锂离子电池;正极材料;磷酸铁锂;倍率性能【作者】王旭峰;冯志军;张华森;丛欣泉;曾佑鹏【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TM912锂离子电池以其能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、可再次充放电、轻巧、工作电压高、无污染等优点，成为便携式产品和动力车载电池发展的主要方向。
锂离子电池的发展趋势及其挑战
锂离子电池的发展趋势及其挑战随着信息技术和智能设备的快速发展，锂离子电池取得了广泛的应用，成为了移动电子设备、电动汽车以及能源储存系统的首选。
作为新能源技术的代表之一，锂离子电池的发展趋势备受关注。
同时，锂离子电池也遭遇着一些挑战，需要寻找更好的解决方案。
本文将从锂离子电池的发展趋势以及挑战两个方面进行探讨。
一、锂离子电池的发展趋势1. 高能量密度高能量密度是锂离子电池未来的重要发展方向之一。
随着人们对电动汽车、飞行器等高需求场景的不断涌现，锂离子电池不断提高能量密度成为必然趋势。
高能量密度意味着电池能够储存更多的电量，在同样大小、重量的情况下，使用时间和续航距离都得到了大幅提升。
在实现高能量密度的同时，还需要保证电池的安全性、稳定性等问题，这需要不断探索和研究。
2. 长寿命除能量密度外，锂离子电池的寿命也是一个重要指标。
随着人们对电池使用寿命的要求越来越高，如何提高锂离子电池的寿命成为一个重要话题。
目前，传统锂离子电池一般寿命在3-5年，需要不断更换，给用户带来一定的经济负担。
为解决这一问题，一些新型电池技术如锰酸锂、磷酸铁锂等被研究和开发出来，通过改变电池化学组成、改进制造工艺等方式，延长电池的使用寿命。
3. 超快充电随着人们对电量密度和电池寿命的追求，快充技术也已经成为了一种重要发展趋势。
目前，锂离子电池充电需要数小时的时间，在信息时代，这已经成为了限制移动电子设备、电动汽车发展的制约因素之一。
越来越多的研究机构和企业致力于探索快充技术，通过改变电池结构、电解液、电极材料等方式，实现了一些超快充电技术。
如Tianjin Lishen公司推出的高倍率充电技术，能够将电池充电时间从60分钟缩短至20分钟。
二、锂离子电池面临的挑战1. 安全问题锂离子电池在使用过程中，如果电池内部温度过高，会导致电池热失控，产生火灾、爆炸等严重安全问题。
尤其是电动汽车、飞行器等场景，一旦电池热失控会给人们生命财产带来严重损失。
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如何提高锂离子电池的倍率性能
1.磷酸铁锂是最近炙手的热门，有做好倍率的没？不说A123，只说国内
的。怎么样才能提高其倍率性能呢？电池制造厂家，不考虑材料的改善，材料
本身需要较高的粘结剂，再加入较多导电剂的话，势必影响大大的容量，除了
增加导电剂含量外，还有哪些能改善其倍率性能呢？2.你1C放电下来的曲线是
斜下来的，倍率肯定不行的了，，，理想的话最后的尾巴应该是倾向于一个垂
直90度下来的3.我认为是碳包覆不好所造成的，大倍率放电使得LFP核体温升
急剧，包覆的碳温升跟不上，造成碳包覆不牢固，电阻加大。碳包覆的方法解
决LFP导电率的方法很难将倍率做的很高。4.还不错的曲线嘛！高倍率循环不好
在于正极材料和电解液方面来改善，其它方面一般不会出现大的异常5.我们年
前，拿了点威泰的材料，测试了下，容量不行，但是曲线特别平！！！人家倍
率肯定好了，哎。。。6. 26650，2800容量，属于高容量高倍率电池7.我觉得与
正极材料关系比较大，不同厂家倍率性能不相同。我目前测试了两家，一家的
也是10C循环性能不好。8.材料很重要，不同厂家的性能差别很大。说到加工工
艺的话，涂布还是有点技术含量的，国内不可能做到国外二次涂布和增加添加
剂的技术的9.我去年做过一批美国能源部得项目，磷酸铁力，1000次循环
80%，这个工艺非常重要，粘结性不只于其PVDF有关。我们的电池比日本和在
美国一起做的都要好。10.控制压实密度，加入AC 11.粒度再降也不是办法，因
为1um的颗粒和10um的颗粒在倍率性能上其实是差不多的，当然10um的和
20um的可能就有区别了如果做到粒度再小，比表面积可能会增大，匀浆就会出
现问题，很可能会出现团聚不能打散，浆料相应会起球和颗粒最有效的方法应
该是降低电极厚度。同时，在配比上优化配方，控制好导电剂，然后选择空隙
较大的隔膜和电导系数较高的电解液。12.极片做薄点，隔膜空隙大点，电解液
粘度低点，极耳大点，可以多试试13.倍率性能提高，要开发新的匀浆配方。用
粒度小的正极材料。14.是从材料到工艺的全方面实验了。我们早在做30C的汽
车启动电池了。多试一下，就会得到你想要的。15.1.不管正或负极活性材都会
有膨胀收缩的问题，一般负极碳材有20％膨胀收缩率，而像LFP正极材料有
6％膨胀收收率。当多次充放电中，其正、负活性材颗粒与颗粒之间接触少、间
隙加大，甚至有些脱离集电极，导致电子与离子传输路径断续不连续相，成为
死的活性材，不再参与电极反应。因此循环使用寿命下降。VGCF碳管有很大的
长径比，即使正、负活性材膨胀收缩后，其活性材颗粒间之间隙，可藉由VGCF
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碳管架桥连接，电子与离子传输不会间断。2.由于VGCF碳管微结构是中空多管
壁，可以让正、负电极吸纳更多的电解液，使得锂离子可以顺利快速嵌入或脱
嵌，因此，有利于高倍率充放电。
3. VGCF是高强度纤维状长径比大之材料，可增加电极板的可挠性，正极或
负极活性材颗粒间之黏接力或与极板间之黏接力更强，不会因挠曲而龟裂掉
粉。4. VGCF本质是高导电高导热特性，正极活性材其导电性都不好，添加
VGCF 以提高正极活性材的导电性，也提高正极或负极的导热系数，利于散热。
17.我认为电池的结构设计影响也很大，条件允许情况下，尽可能将极片做薄，
正负极对面积做大，减小高倍下的真实放电电流密度，另外，集流体的设计也
很重要，尽可能减小极化，相应电池发热降低，温升小，电池在高倍率下的寿
命相应会得到提高的。18.负极材料选MCMB对倍率放电有利。正极要控制好粒
度和比表面积的大小。电解液可以考虑选用粘度少，电导率高的。隔膜可以考
虑挺孔隙率大一点的，稍厚一点，安全性好。导电剂方面可以考虑使用混合导
电剂，控制含量，分散均匀！粘结剂方面也可考虑用水性胶。相对而言，水性
胶在倍率放电方面比油性胶有优势。在电池设计时，可以考虑薄极片，多极耳
或改变一下极耳宽度、位置。19.改善分散能力，调整压实密度，选择合适的
LFP，适量增加PVdF。20.磷酸铁锂都有专用电解液国内做的比较好的为国泰华
容天赐等都有磷酸铁里专用电解液但是效果都不是很满意（至少我认为）你可
以要求电解液公司为你材料单独配一种适合你电池的电解液21.可以把电解质的
浓度提高10%，效果会改善不少的。22.如何二次涂布？
1、增大比表面积；
2、现在空箔上涂带导电剂的预涂层（4~5um），再涂布即可