中间相炭微球-LiCoO锂离子蓄电池性能研究.doc

中间相炭微球-LiCoO2锂离子蓄电池性能研究 电源技术 0田爨乌强.l稚0 中间相炭微球一LiCoO2锂离子蓄电池性能研究 余仲宝,王静,万新华,刘庆国 (北京科技大学固体电解质研究室,北京100083) 摘要:通过对AA型中间相炭微球(MCMB)一LiCoO锂离子蓄电池及以MCMB为负极,LiCoO:为正极,金属锂为参比电 极的AA型三电极锂离子蓄电池的性能测试及正负极对锂参比电极的电位测试,并结合双电极模拟电池的交流阻抗实 验,研究了MCMB—LiCoO锂离子蓄电池的性能及其容量衰减的原因.结果表明:在室温条件下,电池的lc放电容量达 600mAll,并具有较好的循环性能和倍率特性.电池的倍率特性和容量衰减主要受正极控制. 关键词:锂离子蓄电池;锂钴氧化物;中间相炭微球(MCMB);三电极电池 中图分类号:TM912.9文献标识码:A文章编号:1002—087X(2004)01—0002—03 StudyonperformancesofLiCoO2一MCMBlithium—ionbattery YUZhong—bao,WANGJing,WANXin—hua,L1UQing—guo (Laboratory011SolidStateIonicamp;Universi(yofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China) Abslm~TheAAsizeLiCoO2-MCMBlithium—ionbakeriesandAAsizethree—electrodelithium.ionbauefies.byusingLiCo02 ascathodeelectrode.MCMBasanodeelectrodeandlithiummetalasreferenceelectrode,wereassembled.theperfomumc~s andcapacityfadeofLiCo02-MCMBlithium—ionbaRefieswereinvestigatedbycombiningperformancemeasurements.thepo- tentialmeasurementsofcathodeandanodeVS.1ithiumreferenceelectrodewithtwo—electrodeACimpedancemeasurements.The resultsshowthatthebaRefiesdischargecapacityis600mAhandhasexcellentcyclingstabilityandratecapability.Andtherate capabilityandcapacityfadeofthelithium—ionbakeriesarelimitedbytheLiCoO2cathodeelectrodeatroomtemperature. Keywords:lithium—ionbakery;lithiumcobaltoxide;mesocarbonmicrobeads(MCMB);threeelectrodebaaery 在以不同过渡金属氧化物为正极材料的锂离子蓄电池中, 由于C.LiCoO:系锂离子蓄电池具有性能稳定,循环寿命长,平 均工作电压高等优点而倍受青睐.但随着循环次数的增加和放 电倍率的提高,其放电容量和放电电压平台都有不程度的降 低.为进一步提高其性能,人们进行了广泛而深入的研究…本 文通过电极涂布工艺的优化和合理的电池结构设计.组装了 AA型MCMB.LiCoO2锂离子蓄电池和以MCMB为负极Li— CoO:为正极,金属锂为参比电极的AA型三电极锂离子蓄电 池,通过对其性能的测试,考察了电池的循环性能,倍率特性及 其在充放电循环过程中,正负电极性能的变化对电池容量衰减 和倍率特性的影响. 1实验 1.1材料的选取 LiCoO2是以工业级Li2C03和CoC2O为原材料,采用固相 反应法制备.MCMB为上海杉杉科技有限公司生产.电解液为 张家港翔达电池材料有限责任公司生产的lmol?L.LiPFd EC+DMC(1:1). 收稿日期:2o03一O3—26 作者简介:余仲宝(1964一),男,河南省人,博士生,主要研究方向为 化学电源及电池材料. Bio~nplay:YUZhong-bao(1964--),male,candidateforPhD. 1.2电池的设计及电极的制备 根据对所选LiCoO:,MCMB材料比容量的测试,设计了正 负极活性物质的质量配比及相应的电池工艺参数.将正极活性 物质LiCoO:与一定比例的导电剂球磨混合均匀,然后加入一 定量聚偏二氟乙烯/N一甲基吡咯烷酮(PVDF/NMP)溶液,球磨 混合均匀,制成正