锂离子电池答辩PPT F课件.ppt

锂离子电池设计制作实验第六组:牛曦晨龚艳萍苏黎黎代佳志郭乐田罗福鑫钱峰纬许仲文王银刚实验原理及电极选材锂离子电池实际上是个锂离子浓差电池,正负极是由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li正离子从正极脱离经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态;放电时正好相反(rockingchair)正极正极材料需具备的特点:活泼金属离子应有较高氧化还原电位———————高输出电压电极电位随离子脱嵌变化小———————稳定充放电压单位化合物含较多脱嵌锂离子———————高容量锂离子脱嵌过程可逆——————良好的循环性能化学稳定性好——不与电解质反应较好的锂离子扩散率和电子电导率电池性能正极材料电池电压(V)比能量(Wh/kg):(1)、掺杂金属离子提高导电性(2)、添加导电添加剂提高电导率(3)、降低粒径,提高比表面积(4)、合成一定形貌的材料降低姜泰勒效应负极材料负极材料一般要求:脱嵌电位滞后现象微弱,可逆性好嵌锂电位较低锂离子扩散速率较高,极化小脱嵌电位中保持稳定的化学结构和组成在电解液中稳定,热稳定性好安全性能好,价格低廉易制备负极材料的研究主要集中在石墨化材料、无定形碳材料、氮化物硅基负极材料锡基材料和新型合金等材料,已经实用化的负极材料为石墨化材料。近年来,磷酸盐型负极材料正引起广泛关注。我们采用富锂层状石墨为负极电解液电解液是在电池正负极之间起到传导电子的作用,是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成,在一定条件下按一定比例配制而成。作为电解液重要材料的电解质锂盐有LiAsF6、LiClO4、LiPF6、LiBF4、和LiCF3SO3等,这些锂盐溶于非水溶剂中时:电导率最高的为LiAsF6和LiPF6,其次为LiClO4,再次为LiBF4,最低为LiCF3SO3。由于LiAsF6中的As有毒性,因此应用受到限制;LiClO4则因强氧化性而会引发安全问题,故主要限于实验研究;LiPF6虽然较易分解为PF5和PF,但其电导率最高,通过适当的处理,能避免其分解而引起的电解质聚合,目前是最广泛的电解质锂盐。实验流程正极活性物质的制备柠檬酸络合法是对溶胶凝胶法的改进,产物颗粒可达纳米级,晶形好,无团聚PH=6时得到较稳定的晶体10h时结晶性能好,结晶完整。正极用溶胶-凝胶法掺杂Al、Cr、Fe等阳离子进行改性,。在电极表面喷Ag增加电子电导率电解液制备以乙***作为溶剂的水溶液制备法先将乙***用常压蒸馏法弃去前后馏分,收集74℃~82℃的馏分。(乙***)的三颈烧瓶置于0℃的冰水浴中,,然后在搅拌下通入PF5气体。利用液封(液封剂为甘油)使反应体系隔绝空气。反应时间为1~24h。反应完全后,将反应液加热到60℃~70℃,趁热过滤,将滤液置于冰箱中冷冻8~24h。最后将所得沉淀在0~5℃下真空抽滤,滤饼经24h干燥后,即得到白色粉末状的LiPF6。以上是溶质的制备,至于溶剂使用EC、DEC、EMC按一定比例调配得到,这样有利于锂离子的脱嵌过程。正负极片的制备电池封装在充满高纯Ar气的手套箱内,将干燥后称量好的电极片压在正极盖上,作为工作电极,随即放入经电解液润湿过的聚乙烯隔膜,接着将作为对电极的光亮锂片放入其中,并注意与正极片对正,然后滴入电解液,放入泡沫镍作为填充与到点材料,最后盖上负极盖,用手扳压机把电池封口。