碳包覆对磷酸铁锂高温循环性能的影响机理

作     者：柳娜 LIU Na

作者机构：宁德时代新能源科技股份有限公司宁德352100 

出 版 物：《无机化学学报》 (Chinese Journal of Inorganic Chemistry)

年 卷 期：2023年第39卷第12期

页      面：2287-2294页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主　　题：LiFePO4 石墨负极 锂离子电池 碳包覆 循环性能 机理分析 

摘      要：制备了碳包覆完整和不完整的2种磷酸铁锂,用以研究碳包覆对使用广泛的磷酸铁锂/石墨电池体系高温循环性能的影响机理。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粉末电阻率和扣式电池等测试表明2种物料的晶体结构、颗粒尺寸、克容量等性能相近,仅碳包覆完整度差异大。将2种物料组装成磷酸铁锂/石墨软包电芯并在60℃高温下进行1C充放电循环测试,结果表明完整的碳包覆可使其在1250次循环后的容量保持率由80.4%提升至84.9%。在此基础上,我们成功定量极化容量和热力学容量的改善幅度,可知二者占比分别为76%和24%,这说明碳包覆的主要影响机制是为磷酸铁锂正极提供完整的导电网络,进而降低极化损失。铁溶出测试结果表明,碳包覆的直接抑制作用并不明显,其主要作用可能是通过降低电芯中的水含量从而间接抑制铁溶出,并减少部分热力学容量损失。