[摘 要]隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不斷推進，高功率型磷酸鐵鋰動力電池的應用范圍也在不斷擴大，其在滿足動力汽車安全運行的同時，也實現(xiàn)了社會工業(yè)的低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展目標。所以，要想使該動力電池技術得到更好的提升，就要對其整體設計和制造工藝進行深入的研究。
　　[關鍵詞]高功率型磷酸鐵鋰；動力電池；研究分析
　　中圖分類號：S383 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0278-02
　　高功率型磷酸鐵鋰電池的主要制作材料主要以正極材料為主（LiFePO4），其不僅具有高效的循環(huán)使用壽命和熱穩(wěn)定性能，而且生產(chǎn)資源也是十分豐富，在經(jīng)濟層面和環(huán)保層面上，也有著一定的應用優(yōu)勢�，F(xiàn)階段，我國國產(chǎn)混合動力汽車，都是依托高功率型磷酸鐵鋰電池，才能實現(xiàn)安全平穩(wěn)的運行。但是在實際應用時，也會存有很多不完善的地方，所以，為了促進該電池得到更長遠的發(fā)展，本文也會對其整體研制過程進行全面的分析，進以根據(jù)分析結果，提出一些可行性的優(yōu)化措施，以便為有關單位作為參考。
　　1.鋰離子電池工作原理和組成結構
　　1.1 工作原理
　　眾所周知，電池可以分為一次電池和二次電池兩種類型，其中，一次電池的特性是在電量使用完畢后，無法通過再充電進行恢復；而二次電池則具有較強的循環(huán)使用功能，其在一次放電完畢后，還可以進行反復的充電、放電，使用壽命十分長遠�，F(xiàn)階段，二次電池的應用范圍較為突出，其生產(chǎn)類型也是多種多樣，常見的有：鉛酸電池、鎳福電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。在這些電池中，尤以鋰離子電池最受歡迎，已成為全世界公認的綜合性能最優(yōu)異的二次電池體系。
　　1.2 組成結構
　　鋰離子電池的組成結構十分復雜，主要包括：正極、負極、隔膜、電解液和電池外殼等構造，其生產(chǎn)類型一般可分為LIB液態(tài)鋰離子電池及PLIB聚合物鋰離子電池兩種形式，兩者的差異主要是電解質(zhì)不一樣，但工作原理卻是基本相同，如圖1所示。
　　鋰離子電池的正極是由多種鋰化合物活性材料所構成，如：LiCo02、LiMn204、LiFeP04等材料；負極則是由炭系材料天然石墨或人造石墨等活性物質(zhì)所組成；電解質(zhì)則主要以溶解LiPF6等鋰鹽的有機電解液為主，其工作原理屬于名副其實的濃度差鋰離子電池。
　　鋰離子電池在實際充電時，Li+會從正極材料中脫離出來，經(jīng)過電解液和隔膜直接遷移到負極材料中，進而使電池負極處于富鋰態(tài)、正極處于貧鋰態(tài)，這樣電子的補償電荷就會通過外電路提供給電池負極，使其保持良好的充電效果。相對，電池的放電程序，則是Li+從負極材料中脫離出來，經(jīng)過電解液和隔膜直接遷移到正極材料中，進以使電池正極處于富鋰態(tài)、負極處于貧鋰態(tài)，這樣電子的補償電荷就會通過外電路提供給電池正極，使其放電效率得到有效的延緩。
　　由此可見，無論鋰電池充電還是放電，其中內(nèi)含的Li+都會從正負極活性材料中脫離出來，且不會對材料晶體結構造成任何破壞。同時，也不會產(chǎn)生任何金屬鋰的沉積，可以始終保持良好的循環(huán)性能和安全性能，從化學角度來看，這種電池的工作原理屬于較為理想的可逆性電化學反應，因此，適宜于在動力汽車控制系統(tǒng)中大力采用。
　　2.鋰電池的組裝流程及化學性能
　　2.1 組裝流程
　　高功率磷酸鐵鋰動力電池，也可稱為LiFeP04動力電池，其具體組裝流程如圖2所示，主要是先組裝正負極片的檢片、焊極耳和吸塵，然后再組裝正負極片和隔膜，并嚴格按照相應的操作規(guī)范和組裝要求，來合理設置卷繞成卷芯，在其沖壓裝殼后，還要對正負極和蓋帽進行緊密的焊接。最后，要對電池進行脫氣處理，在處理完畢后向其內(nèi)部注入適宜的電解液，封蓋后放置在干燥通風的儲存環(huán)境中擱置。
　　2.2 化學性能
　　2.2.1 恒流充放電性能
　　高功率磷酸鐵鋰動力電池的恒流充放電性能，應采用BTS-5V400A
　　電池綜合性能檢測儀來進行檢測，正常情況下，其標準值為2.50-3.65V，溫度值為20℃±50℃。
　　2.2.2 循環(huán)伏安性能
　　循環(huán)伏安法性能的檢測，是將對稱三角波掃描電壓加在固定面積的工作電極和參比電極之間，然后根據(jù)電壓和電流關系曲線圖上的波形、氧化還原峰電位和氧化還原峰電流的數(shù)值及其比值等，推斷出電極反應機理和循環(huán)伏安性能。一般情況下，鋰電池正極材料的電壓測試范圍為2.3-4.2V。
　　2.2.3 交流阻抗性能
　　鋰電池交流阻抗性能測試，主要是將不同小振幅頻率的交流正弦電勢波施加到電化學系統(tǒng)上，然后通過測量電流信號與交流電勢之間的比值，來分析正弦波頻率的變化規(guī)律，這樣根據(jù)電池等效電路的構成和各元件大小，就可推測出電池的具體交流阻抗性能。
　　3.鋰電池的關鍵制備技術
　　3.1 電極及電池設計
　　一般情況下，高功率單體動力電池只有在達到一定容量的基礎上，才能發(fā)揮出高倍率放電功能，而為了避免單體電池在串并聯(lián)后會發(fā)生離散現(xiàn)象，在對其電極及電池進行設計時，應采用以下幾種工藝技術：
　　第一，正極活性材料要以LiZr0.03Fe0.94P04/C為主，負極活性材料以中間相炭微球材料為主。
　　第二，為了控制大電流充放電時負極影響大于正極影響的情況發(fā)生，應采用雙面粗糙度相同的銅箔，來進行電池漿料涂布、碾壓及分條工序，以便可以最大化提升鋰電池的抗張力和抗斷裂性能。
　　第三，涂布后活性物質(zhì)時，為了使基體銅箔和鋁箔的附著力得到最大化增強，應盡采用大分子量的粘結劑，這樣才能延長電池的大電流充放電時間，避免其在充放電循環(huán)后出現(xiàn)極片掉料的情況。
　　第四，為了提升鋰電池的導電性，要采用Ks6和鱗片石墨以質(zhì)量比1：1混合而成的導電劑，這樣才能降低電池充放電過程中的歐姆極化，增強Ks6和鱗片石墨顆粒間的接觸，使電池的導電性達到最高標準。

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