大功率锂离子电池的放电性能
高功率电池在高功率放电时,由于极化,电压急剧下降,要降低电池的内阻。可将多极耳焊接在电极板上,降低电池内阻,新增电流密度,加速电荷转移。但在实际操作过程中,阳极和阴极基体容易损坏,影响大电流放电的效果。
通过改变大功率电池的内部结构,可以改善电池的大功率放电性能。电池采用传统的线圈铁芯电池结构,负极片采用传统的镍极片。为减小内阻,大功率电池采用两芯线圈并联结构,负极采用导电性较好的钢带,保证了充电的传递速度。细胞的内部阻力高倍率42.5m和20.2,分别高比率的电池内阻比2:1电池下降了一半。
两组电池分别以恒流0.5c至恒压4.2v充电2h,截止电流为0.02c(双控,只要达到极限,下同);然后用15C进行恒放电,终止电压为2.75v。
由于普通电池内阻高,放电时电压降至2.75v以下,电池基本无法放电。虽然大功率电池在放电初期电压迅速下降,放电电压平台从3.7v下降到3.4v,但放电效果明显优于传统方式制作的电池。采用双芯线圈并联结构,并采用导电性较好的铜极耳,可降低电池内阻,提高大电流放电性能。
在大电流放电条件下,正电活性材料、导电剂和粘结剂的配比影响电池的性能。内阻极化明显,电压急剧下降。因此,要通过添加导电剂来降低极化电压来提高正极和负极的电导率。同时,当电池以大电流放电时,会出现热量,正极和负极中的活性物质会在循环过程中脱落。为了保证电池的正常工作电压和理想的循环寿命,有必要对活性物质、导电剂和粘结剂进行适当的配比。研究了正电活性材料、导电剂和粘结剂的配比对电池高倍率放电性能的影响。当放电温度为15C时,两种电池的电压均在放电瞬间下降。电池活性物质配比合理,极化程度低于普通电池。放电电压平台为3.6v,高于普通电池(3.5v)。这表明,高功率电池正极活性材料、导电剂和粘结剂的配比对电池的高功率性能有明显的影响。
正负极板的表面密度和压实密度对电池的充放电性能有很大的影响。板表面密度、压实密度太大,虽然有助于提高电池的能量密度,但是很难渗透电解质板内部,导致细胞浓度极化和阻抗新增,和密集的活性物质循环的过程中,会由于逐渐渗透电解质,肿胀,导致脱落,导致电池充电和放电的性能恶化;电极的表面密度和压实密度板太小,这有利于电解液的渗透,减少浓差极化的电极,以及改进的大电流充放电性能的电池,但电池的能量密度很低。在保证大电流放电性能的前提下,合理设计极板的表面密度和压实密度,使电池的能量密度最大。
电池循环性能
在循环过程中,大功率电池的容量有恢复的现象,但总体上容量下降是稳定的。电池循环220次,容量衰减至额定容量的87%,可满足型号airpla等高倍率放电环境的要