高倍率电池性能与压实密度的关系

锂离子电池

高倍率电池的压实密度越大、电池吸液值越小,与电极内部结构有直接关系、电池正负极是由不同形状和粒度的材料均匀排列在铝箔和铜箔表面。压实密度的差异改变了粒子之间的距离和间隙。压实密度越大,粒子之间接触越紧密,粒子间的距离和间隙越小。电解液是液态,当注入足量的电解液时、电解液将渗透至粒子之间的间隙达到饱和状态。粒子之间的距离和间隙越小,与电解液接触的面积减小,吸收电解液的空间变小,相应吸收的电解液量也会减小,这也就是不同压实密度影响电池吸液值的主要原因。当然不同的原材料因粒子形貌和结构粒度的差异也会造成吸液值的不同、对于这方面的影响还有待进一步研究。

高倍率电池的压实密度对电池容量及比能量的影响,相同容量设计,电池质量接近;压实密度不同,极片厚度存在差异、组装成电池厚度不同。不同压实密度对电池厚度的影响较大、厚度最大差异达0.7mm、达到电池厚度的10%;不同压实密度对电池lC容量影响并不明显;厚度的变化对电池体积比能量具有较大的影响,压实密度在一定程度上影响电池的体积从而改变电池的体积比能量,从这一角度来看提高压实密度是提高锂离子电池体积比能量的有效方法之一。

高倍率电池的压实密度对电池内阻的影响,不同压实密度对电池内阻的影响,压实密度增大在一定程度上可降低电池的内阻,正负极这种影响规律类似。电池内阻的大小在一定程度反应电池内部导电性能的差异,在配方和原材料相同的条件下,压实密度增大,原材料粒子间的距离减小,接触机率越大,粒子间接触面积也越大,导电桥梁和通道增多,电池阻抗降低,内阻减小。

高倍率电池的压实密度对电池高倍率放电性能的影响。

压实密度过大或过小都会影响高倍率电池的倍率放电性能,为了达到理想的大电流放电性能,压实密度存在最佳范围。压实密度过大,粒子间距离减小,接触更紧密,电子导电性增强,但离子移动通道减小或堵塞,不利于大量离子的快速移动从而限制其大电流放电,放电过程极化增大,放电电压下降,放电容量减小;压实密度过小,粒子间距离增大,离子通道增多,电解液吸液量增多,有利于离子快速移动.但因粒子间距过大粒子间接触机率和接触面积减小,不利于电子导电,导通性下降从而影响大电流放电,放电极化增大。所以压实密度存在合适范围即可保证粒子间充分接触又不至于堵塞离子移动通道,同时保证大电流放电时电子良好的导电性和离子的快速移动,减小放电极化,增加放电平台电压。

高倍率电池的压实密度对电池高倍率循环性能的影响影响

电池高倍率循环性能的因素很多,从不同压实密度对高倍率循环性能影响的角度来看,其影响程度比较明显。

吸液值、内阻、高倍率放电性能及中值电压的差异都会影响锂离子电池的高倍率循环性能,而这些因素又与压实密度存在一定的相关性,所以压实密度对锂离子电池高倍率循环性能产生了比较复杂的影响。

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