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[交流]
磷酸鐵鋰電池放電特性討論 已有1人參與
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磷酸鐵鋰電池低溫性能非常差，主要是由于磷酸鐵鋰在低溫時較低的離子擴(kuò)散性和電子導(dǎo)電性能顯著降低引起，但實(shí)際鐵鋰電池的放電容量是否是由正極所限制？本人認(rèn)為不一定，附圖1為實(shí)驗(yàn)所測一款鐵鋰電芯，可以看出：隨溫度降低，鋰電池放電容量顯著降低，但鋰電池在放電末期電壓快速降低時，可以看出曲線變化較為平緩（相對于正極開路電動勢），因此可以看出鋰電池放電電壓的變化更像是負(fù)極限制（負(fù)極脫離使得開路電壓逐漸增大，當(dāng)SOC<0.2時會有較大增大，導(dǎo)致如圖1鋰電池電壓的變化，正極開路電壓則始終保持在3.4~3.5(由于正極嵌鋰<0.9)），可以解釋為目前正極材料顆粒較小，雖然擴(kuò)散系數(shù)較低，但較小的擴(kuò)散路程縮短了Li+的擴(kuò)散時間，正好彌補(bǔ)了擴(kuò)散系數(shù)的不足，因此圖1中所測電池放電容量為負(fù)極所限制；圖2為該鋰電芯以0.05C放電時的曲線，可以看出在放電末期鋰電池電壓有一個明顯的拐點(diǎn)而后突然下降，從這可以看出突降過程放電容量<0.1，恰好跟正極開路電壓的變化規(guī)律一致，因此可以得出在小倍率下，該鋰電芯放電受正極限制�？梢越忉尀樨�(fù)極擴(kuò)散受溫度影響的綜合效果要比正極更加明顯。 根據(jù)以上,關(guān)于鐵鋰電池本人想跟大家討論以下問題： 1.目前鐵鋰放電特性主要是由正極還是負(fù)極限制？（還是要看放電工況來評價，比如 不同環(huán)境溫度、不同倍率） 2.目前鐵鋰電池正極活性材料顆粒直徑的選取與那些因素有關(guān)（比如高倍率可能納米級的更加合適等），具體選擇正極材料時主要依據(jù)是什么？ 3.鐵鋰電極在低溫下性能較差可以從哪幾個參數(shù)來量化？（目前認(rèn)為擴(kuò)散系數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)和電導(dǎo)受溫度變化，本人認(rèn)為還有其他特性參數(shù)） 請大家廣泛討論并指教�。�！ 1C.jpg 2.jpg |
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yueliang806
木蟲 (正式寫手)
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我認(rèn)為鋰電池的放電受正極還是負(fù)極限制是一個有待爭議的問題，因?yàn)橄啾榷载?fù)極是層狀結(jié)構(gòu)，在鋰離子嵌入脫出過程中化學(xué)鍵的作用不強(qiáng)，但是正極是由化學(xué)鍵的形成和斷裂的，所以是否可以從整個角度去考慮呢？也可能結(jié)果是二者的共同作用決定的，你上述分析的不是很懂； 上述圖1中，曲線隨著溫度的降低變化平緩，我覺得是由于電解液隨著溫度的降低濃差極化增大，濃度梯度區(qū)間增大的緣故吧； 鋰電池的低溫性能差的原因我也在探究，有一個現(xiàn)象就是電池在低溫下交流內(nèi)阻增大了很多，但是單獨(dú)的正負(fù)極片在低溫下電阻變化不大，這樣是否可以推測低溫性能更重要的是電解液的影響呢； |
2樓2013-10-23 08:28:16
3樓2013-10-24 09:05:07
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