纳孔离子通道 YL系列
开发背景:
在高电流密度下的厚电极中,当充电速率超过锂离子在石墨电极内的扩散速率时,石墨电极上发生锂沉积。在石墨负极表面析出的金属锂会产生不可逆的锂损失,导致电池容量快速衰减、电解液分解、内部微短路等。
影响锂电池低温充电性能的原因有:
①低温下锂离子的脱溶剂化动力学减缓;
②固体电解质界面(SEI)中锂离子的扩散阻力增加;
③高熔点的EC电解液会导致粘度上升,进而减缓离子导电率。
因此,构建适用于低温快充的LIB必须同时满足三个基本条件:1)加速阳极表面的锂离子脱溶剂化;2)确保SEI中锂离子的快速传输;3)使用低熔点、低粘度的电解液。
本材料通过在厚石墨电极中引入一定量孔隙率,同步表面改性,增加电解液吸附量,类似于前置仓模式,提高极片的局域电解液锂盐浓度来降低极化,同时对酯类电解液强吸附,加快锂离子的脱溶剂化过程,加速了电荷传输动力学,提升电芯快充性能,并防止了溶剂共插层反应的发生。
思路设计1:
前置仓模式提升局域锂盐浓度
强吸附电解液溶剂促进锂离子脱溶剂化
思路设计2:
LOM工艺为高吸酯纳孔材料的梯度分度,性能发挥创造了更多可能性
物性参数:
常温稳定,可用PAA胶或CMC溶液分散
对电解液中的常规溶剂有着极强的吸附效果
材料微观电镜图:
分散于CMC溶液中:
不同电解液吸附量:
工艺测试:
悬浮浆料制备:浆料分散性良好,粘度无异常
数据收集:极片反弹无明显恶化;粘接力,内聚力与base组相当;添加0.15%后,孔隙率提升10.6%;添加适量后,不同压密下爬液速率均提升
软包测试:
温DCR:B组↘8.6%,C组↘14.7%,D组↘14.4%;低温DCR:B组↘4.6%,C组↘10%,D组↘8.6%;
2C倍率放电:B/C/D均有改善,C组改善最明显↗24%;
3C倍率放电:C组改善最明显↗19%;
高温存储30天:容量保持率及产气测试均无恶化;
循环200cls@25℃:容量保持率无恶化;循环230cls@45℃:B组↗1.8%,C组↗1.9%,D组↗1%;