鉅大LARGE | 點擊量：1492次 | 2019年12月08日
不同容量的電池其內部構造都是一樣的嗎？
鋰離子電池是近年來才發(fā)展起來的高新技術產品，代表了當代電源技術的先進水平。它在工作電壓、質量比能量、循環(huán)壽命、自放電率、大電流充放電以及對環(huán)境友好等方面都具有其它動力蓄電池無以倫比的優(yōu)越性，是國際公認的當代先進的蓄電池系列。但是，對于它作為電動車輛動力電池基本性能的研究，至今卻很少見到報道。
本文圍繞電動汽車動力蓄電池的基本性能要基金項目：廣東省自然科學基金重點資助項目（963038）：周震濤（1945―），男，教授，博士生導師，主要從事功能材料制備。結構和性能研究。
求，考察了自行設計組裝的5A.1！、25A.1！、50A1的鋰離子動力蓄電池的充放電性能、荷電保持能力，以及充放電前后電池電極微觀形貌的變化等。
隨著鋰離子動力蓄電池容量的增加，其質量比能量和能量密度也不斷增大。
這是由于隨著電池容量的增加，電池中單位質量所含活性物質的相對比例也不斷增加的緣故。50A°h的動力蓄電池的質量比能量與能量密度最高，分別1W-h/L，已經超過USABC規(guī)定的電動車用動力蓄電池質量比能量80~100W°h/kg和能量密度135W°h/L的中期開發(fā)目標，但距離USABC所要求的質量比能量200W°h/kg和能量密度300W°h/L的遠期開發(fā)目標還有一段距離。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
不同容量的鋰離子動力蓄電池的比能量和能量密度n容量質量比能量能量密度2.2鋰離子動力蓄電池在不同工作電流下的放電性能電動汽車在爬坡、啟動、加速時都要求動力電池能夠提供大的比功率，即足夠大的電流放電以提供足夠的動力。為了考察我們組裝的鋰離子動力蓄電池在不同工作電流下的放電性能，我們對不同容量的電池進行了電。由表2可見，隨著電池放電電流的增大，不同容量的動力蓄電池的放電容量都明顯下降，而且放電電流越大，電池放電容量下降的比率也越小。這是由于鋰離子在電池內的擴散速度較慢，隨著放電電流的增大，電池內的濃差極199（SEM>觀fAcadc腿丨Electrnic觸趾化⑩，由電也的固有內阻所引起的電壓降也增大從而使電池的放電容量相應下降。同時，由表2還可以發(fā)現(xiàn)，鋰離子動力蓄電池的大電流放電性能較好，如5A°h電池即使在1C倍率放電，放電容量也能保持在其0.1C倍率放電容量的79.35%.表2不同容量的動力蓄電池在不同放電電流下的放電性能倍率放電容量/比率/%放電容量/Ah比率/%放電容量/比率/%為了進一步說明本文的鋰離子動力蓄電池在不同的放電電流下都能夠正常工作，我們以5A-h的動力蓄電池為例，在不同的放電電流下對它進行了放電。由可見，5A°h電池即使在1C倍率較大電流的情況下放電，其放電行為也無異常現(xiàn)象。由此說明，我們的鋰離子動力蓄電池能夠在較大電流下正常工作。
A°h的鋰離子動力蓄電池在不同放電電流下的放電行為2.3鋰離子動力畜電池的荷電保持能力為了了解鋰離子動力蓄電池的荷電保持能力，我們將不同容量的電池充電后放置一段時間再測其放電容量，表3為其。
（a）、（b）分別是電池負極材料MCMB在十次充放電循環(huán)反應前、后放大2000倍的SEM照片。由圖可以看出，未經充放電循環(huán)反應的MCMB（a）充放電循環(huán)反應前（b）充放電循環(huán)反應后負極的SEM照片電極物質的微粒均勻、細小，而十次循環(huán)反應后電極物質的微粒變得粗大，并且分布不均勻。這表明充放電反應前后負極材料MCMB的結構發(fā)生了變化。眾所周知，充電過程中鋰離子從MCMB的表面進入MCMB的層狀結構的內部，會破壞MCMB原有的規(guī)整結構。這種被破壞的結構即使鋰離子完全脫嵌后也不能完全恢復。同時在首次充電過程中，由于溶劑分子與鋰離子的共嵌入也會造成部分MCMB層狀結構的變化，改變MCMB表面形貌的規(guī)整度。因此，充放電循環(huán)反應會使負極物質表面的微觀形貌趨于雜亂化。
4結論研究不同容量的鋰離子動力蓄電池的質量比能量和能量密度表明，以0.2C倍率、100%DOD放電時，50A°h電池的質量比能量和能量密度可分另I達到°h/L，超過了USABC規(guī)定的動力蓄電池的中期開發(fā)目標。因此，鋰離子動力蓄電池是一種可望用作未來電動汽車動力源的新型電池。
（2）研究本文自行設計組裝的5A°h、25A°h和50A°h的方形層疊式鋰離子動力蓄電池的大電流放電性能表明，它們的大電流放電性能較好。5A°h電池1C倍率電流放電的容量仍能保持在0.1C倍率放電容量的79%，大電流放電時電池的放電行為無異常現(xiàn)象。
