软包装锂离子动力电池关键工艺及电化学性能研究

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浙江大学

硕士学位论文

软包装锂离子动力电池关键工艺及电化学性能研究

姓名：孙现众

申请学位级别：硕士

专业：材料学

指导教师：潘洪革

20060301

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摘 要

锂二次电池作为一种新型清洁、可再生的二次能源，具有工作电压高、能量

密度大、质量轻等优点，在手机、笔记本电脑、蓝牙耳机、MP3、数码相机等领

域都得到了广泛应用。软包装锂离子电池作为一种新型的锂二次电池，它集合了

锂离子电池和锂聚合物电池两种工艺的优点，使锂离子电池同时具备了安全性能

好、重量轻、可塑性强、外形设计灵活等特点。但是由于软包装锂离子电池高倍

率放电性能较差，限制了它在小型高功率电池领域的应用，目前这一领域主要被

镍镉和镍氢电池所占据。

为了提高锂离子电池的高倍率放电性能，本文从软包装锂离子电池材料的选

择、工艺参数控制、化成制度、正负极容量匹配等方面进行优化。采用恒电流一

恒电压充放电、电化学阻抗谱(EIS)等电化学测试技术对电池的高倍率放电、循

环稳定性、电极阻抗等电化学性能进行了测试分析。采用扫描电镜(SEM)、X

射线能量色散分析(EDAX)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等方法分析研究了碳负

极表面固体电解质界面膜(SEI)的成分，对电池的衰退机制作了初步讨论。

本文通过对软包装锂离子动力电池的原材料，包括正负极活性物质、粘接剂、

导电剂、溶剂、集流体等的除水处理，提高了活性物质与集流体，特别是负极活

性物质和铜箔的粘结力，从而降低电池内阻，提高电池的高倍率放电性能。

论文对比了恒流化成和阶梯化成两种化成工艺，研究结果表明采用恒流化成

工艺的锂离子电池容量、内阻指标都优于阶梯化成。采用恒流化成工艺的软包装

锂离子电池0．2 C放电容量平均比阶梯化成工艺制备的电池高6％，内阻平均比

阶梯化成工艺制备的电池低15％。但随着放电倍率的增加，采用恒流化成：亡艺

的软包装锂离子电池放电

电压平台降低较快。

对软包装锂离子电池负极(Negative)和正极00sitive)容量匹配(N／P一

0．8～1．8)的研究表明，随着N／P的增大(N／P=0．8～1．8)，353048型电池的O．2 C

放电容量由454mAh增加至502mAh，1C充放电循