利用模拟仿真方法对磷酸铁锂电池过充热失控行为进行了深入研究。通过建立三维电化学-热耦合模型,研究热失控过程各组件演变规律并进行多参量分析优化。研究发现,磷酸铁锂电池在400 K时发生不可逆热失控,热失控主要由SEI膜分解开始,正负极处最为剧烈;减小充电倍率、降低环境温度及增强对流换热可延缓热失控;正交实验优化电池组件结构,可有效降低热失控风险,最优结构时热失控时间为13 488 s,电池比容量为25.786 Ah/m²。相关研究为预防和抑制电池过充热失控提供了理论支持。

磷酸铁锂电池的容量衰退速率与程度受到运行环境及充放电倍率的影响,当磷酸铁锂电池应用在新型电力系统时,若风光发电利用率不高,磷酸铁锂电池将长期处于满充搁置状态。为探究磷酸铁锂电池作为储能装置应用时,其搁置状态下的寿命衰退机理,以20 Ah的磷酸铁锂电池作为研究对象,模拟电池在45 ℃环境搁置的场景,并在不同的容量衰减阶段利用增量容量法分析磷酸铁锂电池的老化原因。结果表明,在高温搁置条件下LFP电池的容量衰减主要与正极活性物质的损失相关。在此基础上,建立了高温搁置天数与容量退化的关系。研究结果为新型电力系统中储能装置的寿命预测和经济性评估提供了依据。

以石墨||磷酸铁锂软包电池为研究对象,对其进行25、45、60、70和80 ℃下充放电循环测试,计算电池循环容量衰减速率数据。利用Arrhenius公式,推导计算不同温度下铁锂电池活化能。采用微分容量(dQ/dV)曲线做容量损失分析;结合扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体光谱分析(ICP)、X射线衍射(XRD)等表征数据,结果表明,当温度超过60 ℃进行循环测试时,石墨负极界面SEI膜生长加速、正负极活性材料微观结构破裂、过渡金属离子出现溶出/沉淀现象,导致电池性能恶化,容量加速衰减。

锂离子电池在长期工作中极易发生容量衰减,不同的工作条件下衰减程度不同,相关机理也不同。通过研究不同条件下锂离子电池的循环失效并探究机理,可以为优化电池设计提供参考,提高锂离子电池使用的安全耐久性。综述了在不同温度、压力、充放电倍率、过充电/过放电、荷电状态(SOC)循环区间下锂离子电池的循环容量衰减情况及失效机理,并提出相关策略提高锂离子电池的使用性能,确保锂离子电池安全稳定地运行。

磷酸铁锂电池凭借安全性高和成本低等优势广泛用于新能源汽车和新型储能等领域,但在寒冷冬季、高海拔地区以及航空基站等低温工作环境中因性能大幅度降低而受到限制。综述了基于磷酸铁锂电池在低温下的性能衰退机理,重点从电极材料改性、电解液优化和低温预热技术三个方面综述近期国内外改善磷酸铁锂电池低温性能的研究动态,最后对磷酸铁锂电池低温性能改善提出新见解,并指明了未来发展方向。

寿命和安全是锂离子电池规模化应用的核心挑战,而析锂是电池寿命加速衰减和热失控等安全问题的重要诱因,因此析锂检测始终是电池领域的研究重点。电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)是一种无损原位的电化学分析方法,可揭示电池内部不同时间尺度的电极动力学过程,包括电荷转移反应、界面演化和传质过程等受析锂影响的过程,因此能够作为一种析锂检测手段。总结了近年来基于EIS的析锂检测方法,包括：静态EIS法、动态EIS法和电流中断法,综述了三类方法的原理、优势及不足,并对上述方法的应用前景进行了展望。

锂离子电池因其优异的性能,在动力电池领域得到了快速的发展和大量的应用。但过大的电流密度和较高的电极表面粗糙度,导致其在充放电过程中形成不均匀锂沉积。锂枝晶的生长刺破负极材料与电解液反应后生成的固体电解质相界面膜(SEI),会使锂枝晶与电解液直接接触而持续发生副反应产生锂化物,即死锂,对锂离子电池的安全和嵌锂性能有着很大影响。目前锂枝晶和死锂等问题仍没得到有效解决。综述了锂离子电池中SEI膜、锂枝晶和死锂的形成机理及现阶段提出的一些抑制方法,并对其存在的关键问题和后续研究方向进行了讨论。

建立模型预测锂离子电池在不同工况下的性能以及寿命的发挥,有助于缩短电池的设计和验证周期,实现电池全生命周期高可靠运维。锂离子电池在实际使用过程中需要受到外力的约束,力对电池的性能和寿命有着不可忽视的影响,在建模过程中同时考虑电化学、温度、力场及其之间的耦合成为了近年来的研究热点。针对锂离子电池电化学-热-力耦合建模的研究现状进行分析,介绍了电化学-热、电化学-热-力耦合性能模型以及老化模型的建模方法,综述了现阶段电化学-热-力耦合模型的研究进展,并展望了未来模型发展所亟需解决的关键技术挑战。

全固态锂金属电池(ASSLB)由于其安全性和潜在的高能量密度而被认为是下一代能量存储电池首选。固态电解质作为ASSLB的关键组成部分,具有不燃性和对锂金属阳极的良好适应性,近年来受到广泛关注。在目前报道的固体电解质中,石榴石型氧化物复合固态电解质表现出了巨大的应用潜力。由于其结合单相无机氧化物固态电解质和聚合物固态电解质的优点,既提高了离子电导率,又有效降低了界面电阻,所以能切实提高电池的安全性和能量密度。从石榴石型氧化物复合固态电解质的组分组成、复合方式、结构、锂离子的传输机制和复合电解质中的界面问题进行阐述,指出了复合固态电解质中存在的问题,并对其应用进行了展望。

高镍/硅碳体系软包电池存在高温下产气、固体电解质相界面(SEI)膜反复破裂生长等问题,导致电芯循环性能和存储性能差。选用石墨掺混20%硅碳为负极,NCM811为正极,考察四乙烯基硅烷(TVSi)电解液添加剂在正负极表面的成膜作用及机理。实验结果表明,TVSi可以优先在正极和负极表面形成致密且稳定的界面膜,从而极大地改善电池循环性能和存储性能。与基础电解液相比,含TVSi方案的电池25 ℃循环寿命提升112次,45 ℃循环寿命提升407次,60 ℃存储30天容量恢复率提升3%,并通过扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子体质谱(ICP)表征了TVSi在正负极表面的作用机理。利用TVSi添加剂可解决当前高镍硅碳电池体系的日历寿命问题,加快高能量密度电池产品的产业化应用。

卫星供电系统测试现状是使用成熟的Agilent 34980A产品和配电器设备进行集成。针对供电测试系统集成化及智能化的测试需求,提出了一种智能供配电测试设备设计方案——集中供电监控器。它由通路继电器模块、指令发送模块、遥测状态采集模块、状态显示模块组成,具有集成度高、可靠性高、通用性强、维修性好等特点,实现了供配电测试设备的模块化、通用化、标准化、小型化,并实现了远程监控、智能监控等功能。目前已在卫星平台测试系统中得到应用,为卫星自动化测试系统起到了有力的支持作用。

磷酸钛钠[NaTi₂(PO₄)₃]具有NASICON稳定结构,超大规格的三维开放式架构,显著的能量密度及稳定性,成为当前水系钠离子电池(aqueous sodium-ion batteries,ASIBs)热门研究的负极材料。但NaTi₂(PO₄)₃在ASIBs中存在导电性差、与水易发生副反应以及材料溶解等诸多问题。为克服上述问题,通常采用纳米化、碳包覆和元素掺杂等方式解决上述问题,从而优化材料性能,使其具有高电导率和长循环性能。从NaTi₂(PO₄)₃材料的结构、改性方法及电化学性能等方面进行综述,以加深对NaTi₂(PO₄)₃结构改善和性能优化技术路径与方法的了解。

随着电动汽车和便携式电子设备的迅速发展,对锂离子电池的能量密度和快速充电能力提出了更高的要求,高容量负极材料因此受到广泛关注。常见的高容量负极材料主要包括硅、磷、锡等,对于快充有着各自的优势,但它们有一个共同的缺点,即锂化/去锂化过程中较高的膨胀率,导致循环过程中电极的断裂、粉化与脱落。粘结剂仅占电极的一小部分,但在此过程中发挥着保持电极结构完整的关键作用。介绍了锂离子电池高容量负极材料的现状以及面临的挑战,解释了粘结剂与负极材料的作用机理,从提高粘结能力、提高机械性能和增强功能性三个方面对粘结剂的改进策略进行综述,展望了粘结剂的发展前景。

储能电站是可再生能源利用的关键,其安全运行对实现能源结构转型至关重要。然而储能电站具有火灾、产气、触电和废电池回收等安全风险,尤其是热失控和操作不当等因素会引发火灾事故。近年来以锂离子电池为主的储能电站安全事故频发,影响了储能电站市场的进一步扩大。概括了锂离子电池安全防护在早期预警技术和火灾抑制方法的进展,并提出了储能电站安全应对策略及建议。

电解液是确保锂离子电池拥有长期循环稳定性、高容量保持率等性能的关键因素。然而,电解液对杂质残留、温度波动、电压窗口不匹配等多种因素敏感,会导致锂离子电池失效甚至起火爆炸,具体失效形式为产气、热失控、老化、漏液以及容量衰减等。电池失效严重影响锂离子电池的使用性能及安全性。探讨了针对电解液失效所采取的先进测试表征技术,并选取了若干典型案例进行深入剖析,对失效原因及现象进行了分析。在此基础上,强调了开发和利用原位及联用测试分析技术的重要性。对电解液失效分析的研究前景进行了展望,提出了多层级失效分析、模拟仿真与预警技术的开发方向,以期为失效分析技术研究和电池性能的提升提供参考。

基于全球价值链理论与资源依赖理论,系统解构中国在镍钴锂供应链中的“双端依赖”困境——对海外资源的高度进口依赖与对加工环节的过度集中依赖,剖析地缘政治冲突、技术标准博弈、市场周期波动等多维风险的作用机制。研究发现,中国企业通过“资源绑定+技术输出+本地化生产”的三维策略,正在重构全球供应链格局,但仍需突破资源国政策壁垒与高端材料专利封锁。

硅负极材料因其剧烈的体积变化、颗粒破碎及其表面不断发生的固体电解质相界面(SEI)膜的破裂和重整等问题严重影响了产业应用。使用新型电活性共价有机骨架(COF)材料对纳米硅颗粒的表面进行修饰,发展了高性能的纳米硅负极材料,其中COF层不仅可以有效缓冲硅颗粒的体积膨胀,调节SEI的成分,还可以得到由LiF和LiN组成的坚固且机械稳定的SEI膜,保护了硅颗粒,显著提高了硅负极材料的循环稳定性,从而证实了电活性COF作用于纳米硅负极材料的独特优势,拓宽了硅材料界面修饰的新途径。

随着全球对碳中和目标的追求,锂离子电池储能技术的发展前景广阔,而安全问题是制约锂离子电池储能电站发展的重要障碍。分析了不同充电倍率条件下磷酸铁锂电池的热失控动态特性及其影响因素。通过综合电压、温度和气体释放特征的协同分析,揭示了电池过充过程中的风险阶段及其安全阈值。采用云模型计算,建立了基于电压、温度和气体产生的多变量预警系统,通过基本概率分配(BPA)函数和mass函数来融合传感器数据,实现了磷酸铁锂电池过充危险等级的综合判断,为锂离子电池的安全监测和风险管理提供了切实可行的思路和技术支持。

以锂离子电池为代表的电化学储能技术是当下新型储能领域装机规模最大、应用范围最广的储能技术。随着锂离子电池储能系统的装机规模增长,储能系统的安全问题已成为限制其进一步大规模应用的瓶颈,需要针对储能系统安全防控技术进行研究与开发。锂离子电池储能系统的安全防控理念贯穿于电池制造、电站设计建设、电站运行维护、事故后消防等环节。从锂离子电池本征安全、热失控蔓延与抑制、热失控监测预警、储能系统热管理、储能系统多级安全防控等五个方面分析评述了锂电池储能安全防控技术研究进展。

在车用锂离子电池组热管理技术中,液体冷却因其高性能和高能效而被认定为主流技术。它可以进一步分为间接液冷和直接液冷。介绍了依据电池形状采用不同液冷方式如液冷板液冷(包括液冷板流道设计和布置方式)、浸没式液冷和结合相变材料的复合式液冷的电池组温控研究实例,给出了不同液冷方式下的温控数据,并对数据做了比较和分析。通常情况下,方形或袋式电池的液冷板可以灵活地布置在电池模组的底部、电池大面之间或电池两侧小面,液冷板多为蛇形流道、仿生流道和翅片形状等结构;圆柱电池的液冷板流道多采用波浪式、夹套式或螺旋式。

锂离子电池储能电站的安全问题是制约能源变革与“双碳”目标实现的重要因素。一旦储能电站发生安全事故,造成的财产损失和人员伤亡将非常严重。针对储能锂电池热安全问题,对锂电池热失控诱因进行了全面梳理总结,并在此基础上对锂电池热失控特征参数进行了分析。通过对锂电池温度、内阻、电压和特征气体等的监测,能够为锂电池热失控预警提供依据。但这些参数的监测依赖于传感器元件的精度与灵敏程度,还需设计更高精度、更可靠的传感器。通过提高锂电池正负极材料的安全性、使用添加剂、阻燃电解质溶剂以及开发新的电解质体系、提高隔膜热稳定性和安全性等方法能够从根本上提高锂电池的安全性。

退役磷酸铁锂电池极片的高效无损剥离技术,旨在实现正极材料与集流体之间的高效、无损分离,同时保持材料的完整性。研究结果发现,以碳酸二甲酯(DMC)作为溶剂对失效LiFePO₄极片进行预处理能够实现失效LiFePO₄粉末的无损回收。使用DMC作为失效LiFePO₄预处理的溶剂,可以最大限度地保持失效LiFePO₄正极材料的原始状态,获得的失效LiFePO₄正极材料的电化学性能和理化性质未发生衰减,避免预处理过程对后续失效LiFePO₄修复与再生产品的品质造成影响。同时,通过该预处理方法还可以去除失效LiFePO₄表面的氟化锂,提高材料成分与性能的一致性,从而获得品质良好的失效LiFePO₄粉末。

固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效能和环保特性而受到研究者广泛关注。钙钛矿基材料作为SOFC负极的潜力载体,具有优良的电导性和催化活性。综述了近期SOFC钙钛矿氧化物阳极材料的改性进展,对比了金属掺杂出溶、表面修饰、A/B位缺陷等改性机理及其电池的最高功率密度、电导率和耐久性等电化学性能的影响,并对阳极材料的优化方向进行了展望。

正极材料制约着先进武器装备用热电池的技术进步,优良的正极材料需要具有高热稳定性、高电子传导性、熔盐电解质中低溶解度、快速放电动力学特性和低廉的成本。针对现阶段热电池正极材料的性能缺陷,从纳米化结构设计、表面改性和元素掺杂等方向展开论述,系统地梳理了当前正极材料的发展现状,以期为高比能热电池正极材料的优化设计和应用发展提供有价值的参考方向。

锂离子电池的电化学阻抗谱包含了丰富的电池内部信息,相较于常用的电流、电压和温度等电池参数具有更大的应用潜力。因此,提出了一种基于电化学阻抗谱对电池的荷电状态进行估计的方法。首先,通过实验并借助更具实用价值的阻抗测量板获得了三元锂电池在不同荷电状态下的阻抗数据;其次,在现有锂离子电池等效电路模型的基础上,提出了新的拟合精度更高的等效电路模型;最后,利用电池的阻抗谱数据对提出的等效电路模型进行参数辨识,从中找到了与电池荷电状态高度相关的参数,成功实现了对其荷电状态的准确估计。

以FeC₂O₄·2H₂O为铁源,SnO₂为锡源,柠檬酸为碳源和还原剂,采用溶胶凝胶法制备了铁镍二次电池锡掺杂铁负极材料,探究不同柠檬酸含量对负极材料的影响,考察了NiS和FeS两种硫化物添加剂对所合成负极材料性能的影响,并采用XRD、SEM、CV和EIS对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明：柠檬酸高温烧结成碳为负极材料提供主要的碳源,且金属离子与柠檬酸摩尔比为1∶1.5时,制备的铁比容量达523 mAh/g。适宜比例硫化物的添加均能提升负极材料比容量,其中添加5% FeS的负极材料放电比容量达到582 mAh/g,放电比容量最高,并且具有良好的循环稳定性。

层状相结构钴酸锂正极材料体积能量密度高,广泛应用于商业锂离子电池。但在反复充放电过程中层状钴酸锂易发生微观结构形变致电性能下降和引发安全隐患。通过密度泛函理论计算探究不同充电电压下钴酸锂正极结构变化、晶格原子溶出和界面反应机理。发现充电电压超过4 V后,钴酸锂层状结构滑移,晶格原子重排和电子轨道变化引发体相结构明显弛豫。分析钴酸锂与电解液分子(EC、DMC和LiPF₆)相互作用发现4 V及更大电压下,电解液分子分解,EC、DMC与钴酸锂正极表面发生反应导致钴酸锂晶体氧溶出;LiPF₆分解,氟化钴酸锂表界面,破坏表界面嵌锂的本体结构。研究揭示了钴酸锂正极材料的失效机制,为过渡金属氧化物正极材料的研究提供了基础数据和参考。

电动汽车续航里程的需求推动着锂离子电池能量密度的提升,以高镍(NCM911)为正极材料,Li-SiO_x和石墨掺混为负极材料,通过对正极面密度和负极Li-SiO_x与石墨掺混比例优化,成功制备出高比能21700圆柱型锂离子电池,比能量达到~300 Wh/kg。该电池具有良好的电化学性能,满足5 C充电倍率下恒流充入容量比大于70%,并改善电池低温性能,首次库仑效率在86%以上,1 C循环800次容量保持率大于80%。通过对正极面密度和Li-SiO_x掺混比例的优化,平衡了高比能量与倍率、循环性能之间的关系,为高比能锂离子电池的发展提供了有价值的参考。

针对磷酸铁锂电池因过充引起的失效问题,通过对比不同批次磷酸铁锂电池的过充曲线特性,结合多种表征分析手段,研究电池因过充引起的失效现象和失效机理。B批次电池过充至1 070 s时,电池短路引发热失控。负极片R角处解剖照片呈现灰黑色形貌,出现严重析Fe反应。Fe元素来源于正极片中33.22%(质量分数) 的Fe棒状杂质。析出的Fe金属均匀填充隔膜基膜层,造成电池过充短路。电池短路放电会导致Li⁺回嵌正极,正极片首次放电比容量仅为92.21 mAh/g。该结果为300 Ah大容量高安全磷酸铁锂电池的设计和耐受过充性能的改善方向提供了理论依据。

高镍/高硅软包电池存在日历寿命差及高温存储产气问题。通过满电态正负极与电解液间电化学稳定性分析表明,正极侧溶剂氧化分解是产气主要来源。研究表明：电解液中加入0.5%TPP,电池60 ℃存储7天,产气率由132%迅速降至6%,这归因于TPP添加剂可构建高热稳定性的正极界面CEI膜,抑制溶剂氧化,同时TPP因含3个不饱和炔基官能团,在硅负极表面与FEC共同参与成膜,增强SEI膜韧性,负极界面阻抗由9.45 Ω降低至1.19 Ω,降低87%。此外,TPP添加剂对硅基电池高温循环改善效果显著,45 ℃下1 C循环1 000次,容量保持率由82.3%升至86.9%。TPP因其优异的高温成膜稳定性,有望解决高镍/高硅体系商业化面临的日历寿命不足问题,加快下一代高比能硅基电池产品的快速落地。

活化是质子交换膜燃料电池投入使用和达到最佳性能的必要过程之一,各种活化工艺中在线活化工艺是提升电堆性能的关键步骤之一。从膜润湿、传输通道建立和微观电极重构等方面对质子交换膜燃料电池的活化机理阐述说明。主要从电压&电流、操作参数、反应物和综合控制等4个方面对国内外学者关于质子交换膜燃料电池在线活化工艺的研究成果进行了总结分析。随着在线活化方法的不断改进,电堆输出性能提高,活化时长缩短实现了快速活化。对四种在线活化工艺各自的特点和优缺点进行了对比分析并给出了建议,得出在线综合控制活化工艺具有活化效果更好,时间更短等优点,是今后在线活化的热点方向之一。

近年来,Si/C负极在商业领域取得了很大的成果,但其低温性能仍有改进的空间。提出了一种新型添加剂,即1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯(EMIM),能够显著提高Si/C负极的低温性能。研究结果表明,添加3% EMIM的纽扣电池在室温条件下循环100次仍有78.9%的容量保持率,并且在低温条件下(-20 ℃)循环150次仍有76.05 %的容量保持率。此外,交流阻抗法(EIS)、循环伏安法(CV)和扫描电子显微镜(SEM)等表征均表明使用含有EMIM电解质形成的SEI拥有较低的界面阻抗,并且具有优异的机械性能。该结果提供了一种简单的方法提高Si/C负极的低温性能,并证明了可以在寒冷气候下运行的商业锂离子电池的方法。

硅负极因有着极高的比容量而受到广泛关注,在负极中少量添加即可显著提升负极比容量,但是其巨大的体积膨胀会制约其循环寿命。在全电池中,可以通过改变N/P比来调节负极利用率,控制硅负极的嵌锂深度,从而改变电池比能量和循环性能。制作了1.09、1.06和1.03三种N/P比的聚合物软包电池,测试结果表明随着N/P比的降低,负极中硅总量减少,电池质量减轻,使电池的首次效率和比能量升高,但是在长循环测试时,硅负极嵌脱锂深度进行,体积膨胀加剧,最终导致循环寿命缩短。因此,在磷酸铁锂体系中引入硅负极,并设计合适的N/P比,有望以牺牲循环寿命为代价提升铁锂体系比能量至200 Wh/kg。

传统热电池采用金属硫化物作为正极材料,随着对电池高能量密度需求的增加,对新型高电压正极材料的需求也越来越迫切,国内外都在开展高电压正极材料在热电池中应用的探索。综述了国内外学者对卤化物、氧化物正极材料的研究进展,对最新实验结果进行报道,总结其出现的问题及优化方向。

以280 Ah磷酸铁锂/石墨电池为研究对象,探究在45 ℃高温充放电循环条件下的衰减机理。分析在循环过程中的微分电压曲线(dQ/dV),通过曲线的变化分析容量损失的来源,并通过对100%、90%、60%SOH的电池进行拆解,系统分析电池在不同SOH下正负极形貌、结构和比容量的变化。综合分析表明,高温下储能磷酸铁锂电池容量衰减的最主要原因是石墨结构的破损失效,并导致一系列副反应的发生,如SEI膜增厚、电解液分解和隔膜堵塞。

沥青包覆改性是改善石墨负极电化学性能的有效手段,沥青的热解活性及炭化产物结构直接影响到负极材料的电化学性质。从沥青角度分析其热解特性、流变性能、润湿性能及炭化结构,解释其在包覆过程中的作用机制。结果表明：沥青的包覆炭化过程分为三个阶段,低温失重阶段主要是低分子量气体挥发,中温快速失重阶段为沥青中的分子剧烈热解,高温失重阶段主要为大分子物质的缩聚反应,沥青炭化后形成一种短程有序、长程无序,具有一定微晶结构的无定形炭材料,改善了改性天然石墨在电池中的电化学行为。

开展了50 Ah磷酸铁锂锂离子电池的侧向加热实验,分析了电池表面温度变化、射流域温度及温度梯度分布、电池质量损失、产热和烟气热释放等特性,总结了电池射流燃烧过程中的本体和烟气能量流传输机制。研究结果表明,电池在296 s时喷发,第385 s时,温升速率达峰值22.7 ℃/s,峰值温度693.1 ℃对应时间点739 s。射流域温度峰值随高度增加而减小,最大温度865.4 ℃出现在10 cm处,温度梯度峰值61.33 ℃/cm位于5 cm处。整个热失控过程中,电池质量损失235 g,第359 s时质量损失速率达4.22 g/s。电池和烟气的总产热量分别为2.59和4.14 MJ,在384 s时二者分别达到产热速率峰值17.3和49.55 kW。热失控过程存在转折点411 s,该时刻前后产热主要来源分别为电池内部放热反应和烟气燃烧。研究结果旨在为电池安全设计及被动防护提供理论参考。

采用三种不同粒径的LiFePO₄(LFP)材料与石墨负极复配组装叠片式软包电池,通过粉末电阻率、激光粒度仪及SEM对材料的导电性、粒度和形貌进行了分析,研究了不同粒径对电池电化学性能的影响。结果表明不同粒径大小的正极材料对材料压实密度和电池常温性能影响不大,但具有更小粒径的LFP-W正极材料(初始尺寸小于100 nm)在大倍率下有着显著优势,在3 C下的容量保持率高达74.37%,这得益于更小的颗粒粒径缩短了Li⁺的迁移路径,提高了Li⁺的迁移速率;同时LFP-W电池在低温-20 ℃下的放电容量保持率为64.36%,表现出优异的低温放电能力,因此粒径更小的LFP正极材料具有更优异的倍率性能和低温性能。

正、负极片和隔膜通过交替层叠的方式叠成极组,正极片的高压实密度导致压切后的正极片随着极卷方向产生不可恢复的弯曲变形。高能量密度、高功率导致箔材越来越薄,模切极耳的面积越来越大,主流的6 μm铜箔在制程中极易发生翻折导致正、负极短路。采用了极片反纠装置,可改善正极片的弯曲度,达到极片表面平整的目的。负极片采用了极耳加强机构,将极耳表面压制出特殊形状的花纹,增加箔材强度,防止极耳弯曲下垂。上述两项措施能够有效改善极片状态,降低生产过程中的不良率。