锂电池

低温电池性能介绍

低温锂电池与常规锂电池对比

图1:不同温度下的放电电压-时间曲线:a 低温锂电池、b. 常规锂电池;

不同温度下的放电电压-时间曲线

图2. 全电池ZCV曲线,以及放电过程总阻抗-剩余电荷态曲线:

a. L1体系和L2体系在25˚C下0.2C放电ZCV曲线;
b. L1体系和L2体系在-40˚C下0.2C放电ZCV曲线;
c. L1体系和L2体系在25˚C下0.2C放电的阻抗随剩余电荷态变化曲线;
d. L1体系和L2体系在-40˚C下0.2C放电的阻抗随剩余电荷态变化曲线;

全电池ZCV曲线,以及放电过程总阻抗-剩余电荷态曲线

温度梯度放电测试图

温度梯度放电测试图

低温倍率锂电池性能介绍

低温倍率放电体系在-40˚C下倍率放电电压-容量曲线图

  • 图3. 低温倍率放电体系在-40˚C下倍率放电电压-容量曲线图

    低温倍率锂电池能在-40 ˚C实现了3 C放电,如图所示,
    其-40℃3C放电容量保持率仍然有81.7%,中值电压2.839V。

  • 图4. a.低温倍率锂电池在高温65 ˚C下0.2 C放电电压-常温容量保持率曲线;
            b.低温倍率锂电池在常温25 ˚C下1C循环次数与容量保持率曲线

低温充电锂电池性能介绍

低温充电锂电池在不同温度下0.2C放电曲线

图5.低温充电锂电池在不同温度下0.2 C放电曲线;
b. 低温倍率放电锂电池(L1)与低温充电锂电池(L6)体系在25 ˚C下和-40 ˚C下0.2 C放电曲线对比;

图6.低温充电体系(L6)与低温倍率体系(L1)在-40˚C下0.2C循 环次数与容量保持率曲线
从图6明显看出,低温充电锂电池在-40℃下的循环性能明显优于低 温倍率放电体系。低温倍率放电体系在-40 ˚C下进行0.2 C充放电循 环时,容量衰减非常迅速,全电池循环后厚度膨胀率达9.4%,拆解 电池发现负极和隔离膜之间堆积了大量的锂,并迅速着火燃烧,而 L6体系在-20 ˚C下循环230周后其容量保持率还有93.42%,电池膨 胀率仅仅为0.66%(见图7)。

图7. a~b L6体系全电池循环前照片和厚度;c~d. L6体系全电池循环后照片和厚度;
       e~f. L1体系全电池循环前照片和厚度;g~h. L1体系全电池循环后照片和厚度;

图8.-40 ˚C循环10周后,L1体系和L6体系负极表面形貌:
a. L1体系低倍SEM图;b. L1体系高倍SEM图;c. L6体系低倍SEM图;d. L6体系高倍SEM图;
图8中a图和b图为L1体系在40 ˚C循环10周后负极表面形貌,可以明显看出其负极表面有锂枝晶产生,
c图和d图为L6体系在-40 ˚C循环10周后负极表面形貌,表面状态并无异常,没有发现锂枝晶。

我们的低温充电锂电池在原理上解决了目前商用锂离子电池在低温循环过程中遇到的负极析锂现象, 为解决锂离子电池低温充电难题提供了方向!