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新能源汽車(chē)鋰電池中鋁箔表面形貌對(duì)電池性能影響研究

2018-11-20 08:18:10李飛飛
世界有色金屬 2018年17期
關(guān)鍵詞:鋁箔隔膜電解液

李飛飛

(1.太原理工大學(xué),山西 太原 030000;2.運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 運(yùn)城 044000)

1 鋁箔表面形貌對(duì)鋰電池電解液性能影響

鋰電池的主要結(jié)構(gòu)部件為隔膜,電解液以及電池的正極、負(fù)極,其中電解質(zhì)在電視使用過(guò)程中起著對(duì)電離子進(jìn)行傳導(dǎo)的重要作用,因此電解液性能的好壞對(duì)鋰電池的壽命、能量密度、安全性以及功率密度等方面性能起到重要的影響作用[2]。

因此,在鋁箔表面形貌變化情況下,對(duì)電池的電解液的性能變化情況進(jìn)行研究好分析,當(dāng)前常見(jiàn)的鋰電池可分為凝膠電解液鋰電池和全固態(tài)鋰電池子電池等[1]。其中不同的電解液類(lèi)型對(duì)電池的綜合性能影響各不相同。

結(jié)合上述資料進(jìn)行分析和研究,不難發(fā)現(xiàn),在諸多鋰電之電解液中,液態(tài)有機(jī)電解液通常存在易燃、易泄露等缺陷,而全固態(tài)電池在使用過(guò)程中,壽命相對(duì)較短,且電解液受鋁箔表面形貌影響相對(duì)嚴(yán)重,因此當(dāng)前已對(duì)液態(tài)有機(jī)電解液結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化產(chǎn)生了凝膠聚合物電解液的電池結(jié)構(gòu)。該電解液由聚合物基體、增塑劑等聚合物基體構(gòu)成骨架,支撐著電池的隔膜。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得知,在新能源汽車(chē)鋰電池中,凝膠聚合電解液性能響度較好,具有加工成型簡(jiǎn)單、與電極兼容性好等優(yōu)勢(shì),充分滿(mǎn)足了當(dāng)前新能源汽車(chē)的使用要求。由于在鋰電池中電離子傳導(dǎo)主要在包含增塑劑的聚合物基體部分,因此要求電池在使用過(guò)程中擁有較高的增塑劑粘度和沸點(diǎn),從而保障在鋁箔表面形貌發(fā)生變化的情況下,電池在使用過(guò)程溫度持久。結(jié)合上表對(duì)凝膠聚合物電解液在鋁箔表面形貌變化情況下的電導(dǎo)率進(jìn)行分析,得到下圖。

圖1 鋁箔表面形貌對(duì)電解液性能影響

結(jié)合上圖分析發(fā)現(xiàn),電解液性能的影響變化受鋁箔表面形貌變化存在一定的影響,但整體而言相對(duì)較低,實(shí)際電池性能的變化上更多方面依賴(lài)于電池溶解液中的聚合物中液的組成成分,因此,電池溶解液聚合物中若含有大量多孔結(jié)構(gòu)和良好吸液能力,更有利于穩(wěn)定電池的性能,保障電池的環(huán)保性,提高電池聚合物的吸液能力。

2 鋁箔表面形貌對(duì)電池隔膜電阻性能的影響

在電池的使用過(guò)程中,鋁箔表面形貌的變化對(duì)電池隔膜與電極接觸表面的相容性影響也相對(duì)較高,會(huì)影響電池的運(yùn)行性能,可以兼顧聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)和力學(xué)性能。因此在鋁箔表面形貌的變化的情況下對(duì)新能源汽車(chē)鋰電池的交流阻抗譜性能變化情況進(jìn)行檢測(cè),得到下圖。

圖2 鋁箔表面形貌對(duì)隔膜電阻性能影響

根據(jù)以上研究結(jié)果不難發(fā)現(xiàn),鋁箔表面形貌辯護(hù)很大程度上對(duì)電池隔膜電阻性能和運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響,新能源鋰電池中,因此為了更好的保障電池的使用性能,建議對(duì)鋁箔表面外來(lái)雜質(zhì)和電解液分解產(chǎn)生的雜質(zhì)進(jìn)行價(jià)格處理,純化鋰電池充放電環(huán)境,從而提高鏗隔膜電阻電池性能。

另外,新能源汽車(chē)鋰電池隔膜電阻結(jié)構(gòu)成分主要包括溶液電阻和電極本身的電阻等無(wú)機(jī)物電極材料,導(dǎo)致電池本身易出現(xiàn)存在容量低等問(wèn)題,為解決以上問(wèn)題,、傳統(tǒng)車(chē)用電池鋁箔表面存在硬度差等問(wèn)題,因此建議適當(dāng)結(jié)合聚氨酷具的獨(dú)特軟硬段結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)性強(qiáng),選用聚氨酷作為聚合物電解質(zhì)基體,聚氨酷原料便宜、質(zhì)量堅(jiān)硬等特征,作為電極材料制備新能源汽車(chē)鋰電池。以便更好的保障電池運(yùn)行性能的穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

相對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)用電池,新能源汽車(chē)對(duì)電池的性能要求相對(duì)更高,為了更好的提高電池性能進(jìn)行研究和優(yōu)化。

針對(duì)當(dāng)前鋰電池使用過(guò)程中常見(jiàn)的鋁箔表面形貌對(duì)電池電解液以及電池隔膜電阻等主要性能的影響程度進(jìn)行研究和分析。并針對(duì)研究結(jié)果給出相應(yīng)的優(yōu)化建議,以便更好的對(duì)電池電解液與電阻性能進(jìn)行強(qiáng)化,堅(jiān)固新能源汽車(chē)鋰電池表面強(qiáng)度,以便更好的促進(jìn)和推動(dòng)新能源汽車(chē)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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