LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 掺混LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 电池安全性能研究
发布时间：2021-04-14 13:58
研究了LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523）中混掺LiFe0.5Mn0.8PO4（LFMP）的材料热稳定性及其电池安全性能,并对电池基础电性能进行了验证。采用差示扫描量热法（DSC）和加速量热法（ARC）对混掺正极材料（NCM523/LFMP）以及电池的热稳定性进行了对比测试,结果表明,NCM523/LFMP材料的放热温度比NCM523延后了50℃,同时,ARC测试结果显示NCM523/LFMP在SOC（荷电状态）为100%时的起始放热温度与NCM523材料在SOC为77%时的起始放热温度相似。LFMP的掺入提升了NCM523的放电平台,LFMP掺入前后,电池的倍率性能无明显变化,LFMP掺混前后,电池循环500次后容量保持率均大于80%。橄榄石结构的LFMP具有较高的热稳定性,可以减缓NCM523的热扩散,从而提高材料热稳定性,同时减少三元材料与铝箔的接触面积,提升了电池的安全性能。
【文章来源】：电源技术. 2020,44(11)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１?ＬＦＭＰ的ＸＲＤ测试结果与ＬＦＭＰ扣式电池不同循环??次数的ＣＶ?（０．５?ｍＶ／ｓ）曲线??的，存在区域性富集现象
Ｍ５２３和ＬＦＭＰ材料中??均含有Ｍｎ元素，Ｐ元素存在于ＬＦＭＰ材料中，图中Ｐ元素的??信号出现在Ｃｏ周围，说明ＮＣＭ５２３颗粒被ＬＦＭＰ颗粒所包??围；图２（ｆ）为Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐ元素的合成图，图２（ｄ）？２（ｅ）中Ｃｏ和Ｐ??元素的分布表明了?ＮＣＭ５２３和ＬＦＭＰ的分布，综上所述，??ＮＣＭ５２３与ＬＦＭＰ混合后分布均匀，且ＬＦＭＰ材料可以起到??分隔ＮＣＭ５２３材料的作用。??２．２电化学性能??通过扣式电池充放电测试考察了?ＬＦＭＰ和ＮＣＭ５２３材料??的电化学性能，如图３（ａ）所示，ＬＦＭＰ材料在３．５和４．１?Ｖ左右??出现２个电压平台，这两个平台分别代表了?ＦｅＷＦｅ３＂和??氧化还原；ＬＦＭＰ材料在３．５?Ｖ的充放电电压平台低??于ＮＣＭ５２３材料，而ＬＦＭＰ材料在４．１?Ｖ左右的充放电电压??平台明显高于ＮＣＭ５２３材料。图３（ｂ）为ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料??２?５００??２?０００??１５００??Ｕ１０００??５００??０??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??２沒／（。）??（ａ）ＬＦＭＰ的ＸＲＤ测试结果??（ａ）ＮＣＭ５２３与ＬＦＭＰ扣式电池充放电曲线??－标准ＬＦＭＰ??．■９」１１?ｌｉｉｉｊ?■?ｕｌｔｉｉ?．厂山?ｉｕｉ」．??２０２０．１１?Ｖｏｌ．４４?Ｎｏ．?１１??１５７０??
及??ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ电池循环测试曲线??１５０?２００?２５０?３００?３５０?４００??ｔ／°Ｃ??（ｂ）ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料在１００％荷电状态下的??ＤＳＣ测试结果??图６?ＮＣＭ５２３在不同荷电状态下的ＤＳＣ测试结果以及ＮＣＭ５２３??和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料在１００％荷电状态下的ＤＳＣ测试结果??１５０?２００?２５０?３００?３５０?４００??ｔｒｃ??（ａ）ＮＣＭ５２３在不同荷电状态下的ＤＳＣ测试结果??池内阻差异。图５是ＮＣＭ５２３和掺混正极ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ电??池１００％荷电状态（ＳＯＣ）下的ＥＩＳ测试结果。图５中的电路图??是１８６５０电池的模拟电路。ＥＩＳ测试及模拟结果表明，掺混正??极ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ的电化学阻抗较ＮＣＭ５２３增加了?１１?ｍＯｏ??掺混正极阻抗的增加可以推断是由高比表面积的ＬＦＭＰ（橄榄??石晶体结构，具有准一维的锂离子传递通道）的掺入造成的。??０．０２０??０．０１５??ｏ．ｏｉｏ??０．００５??０．０００??０．０４?０．０５?０．０６?０．０７?０．０８?０．０９??ｚｊｏ．??图５?ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ电池１００％荷电状态下??的ＥＩＳ测试结果??２．３材料热稳定性??使用ＤＳＣ表征ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料的热稳??定性。图６（ａ）是ＮＣＭ５２３在不同荷电状态（７７％、８５％、９２％和??１００％）下的ＤＳＣ测试结果，图６（ｂ）是ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／??ＬＦＭＰ材料在１００％荷电状态下的ＤＳＣ测试结果。在图６中，??２００？３７５?＇Ｃ温度区域对应
本文编号：3137443
【文章来源】：电源技术. 2020,44(11)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１?ＬＦＭＰ的ＸＲＤ测试结果与ＬＦＭＰ扣式电池不同循环??次数的ＣＶ?（０．５?ｍＶ／ｓ）曲线??的，存在区域性富集现象
Ｍ５２３和ＬＦＭＰ材料中??均含有Ｍｎ元素，Ｐ元素存在于ＬＦＭＰ材料中，图中Ｐ元素的??信号出现在Ｃｏ周围，说明ＮＣＭ５２３颗粒被ＬＦＭＰ颗粒所包??围；图２（ｆ）为Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐ元素的合成图，图２（ｄ）？２（ｅ）中Ｃｏ和Ｐ??元素的分布表明了?ＮＣＭ５２３和ＬＦＭＰ的分布，综上所述，??ＮＣＭ５２３与ＬＦＭＰ混合后分布均匀，且ＬＦＭＰ材料可以起到??分隔ＮＣＭ５２３材料的作用。??２．２电化学性能??通过扣式电池充放电测试考察了?ＬＦＭＰ和ＮＣＭ５２３材料??的电化学性能，如图３（ａ）所示，ＬＦＭＰ材料在３．５和４．１?Ｖ左右??出现２个电压平台，这两个平台分别代表了?ＦｅＷＦｅ３＂和??氧化还原；ＬＦＭＰ材料在３．５?Ｖ的充放电电压平台低??于ＮＣＭ５２３材料，而ＬＦＭＰ材料在４．１?Ｖ左右的充放电电压??平台明显高于ＮＣＭ５２３材料。图３（ｂ）为ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料??２?５００??２?０００??１５００??Ｕ１０００??５００??０??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??２沒／（。）??（ａ）ＬＦＭＰ的ＸＲＤ测试结果??（ａ）ＮＣＭ５２３与ＬＦＭＰ扣式电池充放电曲线??－标准ＬＦＭＰ??．■９」１１?ｌｉｉｉｊ?■?ｕｌｔｉｉ?．厂山?ｉｕｉ」．??２０２０．１１?Ｖｏｌ．４４?Ｎｏ．?１１??１５７０??
及??ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ电池循环测试曲线??１５０?２００?２５０?３００?３５０?４００??ｔ／°Ｃ??（ｂ）ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料在１００％荷电状态下的??ＤＳＣ测试结果??图６?ＮＣＭ５２３在不同荷电状态下的ＤＳＣ测试结果以及ＮＣＭ５２３??和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料在１００％荷电状态下的ＤＳＣ测试结果??１５０?２００?２５０?３００?３５０?４００??ｔｒｃ??（ａ）ＮＣＭ５２３在不同荷电状态下的ＤＳＣ测试结果??池内阻差异。图５是ＮＣＭ５２３和掺混正极ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ电??池１００％荷电状态（ＳＯＣ）下的ＥＩＳ测试结果。图５中的电路图??是１８６５０电池的模拟电路。ＥＩＳ测试及模拟结果表明，掺混正??极ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ的电化学阻抗较ＮＣＭ５２３增加了?１１?ｍＯｏ??掺混正极阻抗的增加可以推断是由高比表面积的ＬＦＭＰ（橄榄??石晶体结构，具有准一维的锂离子传递通道）的掺入造成的。??０．０２０??０．０１５??ｏ．ｏｉｏ??０．００５??０．０００??０．０４?０．０５?０．０６?０．０７?０．０８?０．０９??ｚｊｏ．??图５?ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ电池１００％荷电状态下??的ＥＩＳ测试结果??２．３材料热稳定性??使用ＤＳＣ表征ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／ＬＦＭＰ材料的热稳??定性。图６（ａ）是ＮＣＭ５２３在不同荷电状态（７７％、８５％、９２％和??１００％）下的ＤＳＣ测试结果，图６（ｂ）是ＮＣＭ５２３和ＮＣＭ５２３／??ＬＦＭＰ材料在１００％荷电状态下的ＤＳＣ测试结果。在图６中，??２００？３７５?＇Ｃ温度区域对应
本文编号：3137443
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