高性能18650型锂离子蓄电池

电源技术

研究与设计

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高性能18650型锂离子蓄电池

张泽波，刘秀生，薛

梅，杨清欣，汪继强

（信息产业部电子第十八研究所，天津300381）

摘要：研究试验了锂离子蓄电池的不同电极材料及电极成型工艺，分别制成了以氧化钴锂（LiCoO2）和氧化镍钴锂（LiNi0.8Co0.2O2）为正极，中间相炭微珠（MCMB）为负极的18650型锂离子蓄电池。电池的放电容量分别大于1550mAh和1700mAh。电池比能量达到了130Wh/kg和350Wh/L。在室温条件下，其容量0.5C电池的循环寿命1000次时，仍为初始容量的60%、终止电压2.5V的条件下，放电容量为70%。以氧化钴锂为正极的电池在-40C、0.2C速率、室温容量的60%。实验结果表明，电池安全可靠。

关键词：锂离子蓄电池；氧化镍钴锂；氧化钴锂；中间相炭微珠中图分类号：TM912.9

文献标识码：A

文章编号：（2001）1002-087X02-0098-03

18650sizelithium-ionrechargeablebatterywithadvancedperformance

ZHANGZe-bo，LIUXiu-sheng，XUEMei，YANGOing-xin，WANGJi-giang

（Tian inInstituteofPowerSources，Tian in300381，China）

Abstract：Variouseiectrodemateriaisandeiectrodeprocessesforiithium-ionbatterieswereinvestigatedandtest-ed.The18650sizeiithium-ionbatteries，usingLiCoO2、LiNi0.8Co0.2O2ascathodeeiectrodeandMCMBasanodeeiectrode，wereconstructed.Thedischargeexperimentswerecarriedoutatvarioustemperaturesandcur-rentdensities.Theresuitsshowthatceiisdischargecapacityisover1550mAhand1700mAh（respectiveiy）andthespecificenergyis130Wh/kgand350Wh/L.Thebatteries’cycieiifeisover1000timesatroomtem-70%oftheinitiaicapacity.Thedischargecapacityofthebatterywithperature，anddischargecapacityis60%、

LiCoO2/MCMBat-40C、0.2C、2.5V（terminaivoitage）is60%ofdischargecapacityatroomtemperature.Thesafetyexperimentresuitsshowthatthebatteriesaresafeandreiiabie.

Keywords：iithium-ionbattery；iithiumnickeicobaitoxide；iithiumcobaitoxide；mesocarbonmicrobeads

锂离子蓄电池自1991年商品化以来发展迅速。目前它不但广泛用于摄象机、笔记本电脑、蜂窝电话等便携式电子设施，而且正在成为电动车、军事通讯、航天、航空领域电子设施的候

［1］选电源。这就要求电池具有更高的比能量、更长的工作寿命

放电效率的关系，并试验了负电极成型工艺条件。1.2

电液体系的筛选

对电解质为1moi/LLiPF6，以碳酸乙烯酯（EC）为主体的不同组分〔包括碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸乙甲酯（EMC）、碳酸丙烯酯（PC）等〕和比例的多元电液体系进行试验。研究了其与电极材料的相容性和对电池容量、充放效率、循环寿命、倍率特性、温度特性的影响。1.3

电池工艺参数的设计和电极的制作

根据材料的试验结果，设计了电池正负极活性物质的配比及电极的工艺参数。将正极活性物质与一定比例的添加剂均匀混和，加到聚偏二氟乙烯/N甲基吡咯烷酮（PVDF/NMP）粘结液中，搅拌均匀，制成正极浆料，均匀涂于铝箔基体上。经过烘干、压片、裁片等工艺制成正电极。按同样方法制成负电极。负电极基体为铜箔。1.4

电池的制作及实验

将正负电极和聚乙烯/聚丙烯（PE/PP）（Ceigard2300）复合隔膜卷绕成极芯，电液为1moi/LLiPF6/EC+DEC+DMC，制成18650型电池。电池采用恒流限压、恒压限流的充电机

及良好的高、低温放电特性。为此我们试验了高性能的正极材料氧化钴锂、氧化镍钴锂和负极碳材料—中间相炭微珠，对电池设计进行优化，改进电极成型工艺，筛选不同组分和配比的电液体系，研制出具有高性能的18650型锂离子蓄电池。11.1

实验

材料的试验和选择

以金属锂为负极，采用扣式电池试验了正极材料LiCoO2

和LiNi0.8Co0.2O2的充放电特性。充放电压范围3.0~4.2V，充放电流密度0.2mA/cm2。

研究了负极炭粉MCMB颗粒度及其分布与电池容量及充

收稿日期：2000-09-14

作者简介：张泽波（1945—），男，河北省人，高级工程师。（1945—），maie，seniorengineer.Biography：ZHANGZe-bo

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