编号：CYYJ02289

篇名：涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能的影响

作者： 李敏 相佳媛 杨东辉 王羽平 陈冬 陈建 涂江平

关键词： 涂碳铝箔 石墨烯 磷酸铁锂 锂离子电池

机构： 浙江南都电源动力股份有限公司锂电池研究院 浙江大学材料科学与工程学院

摘要： 为了了解涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能的影响,分别对涂碳铝箔(包括涂炭黑铝箔和涂石墨烯铝箔)和光铝箔进行了形貌表征。扫描电子显微结果显示,涂炭黑铝箔表面没有完全被炭黑颗粒团聚体覆盖,而涂石墨烯铝箔表面则均匀平铺着石墨烯纳米片。之后进一步以3种铝箔为集流体制作了磷酸铁锂电池,来评估其对锂离子电池电化学性能的影响。结果显示,涂碳铝箔和光铝箔所制电池的电化学阻抗谱具有明显差异,涂碳铝箔对电池内阻具有显著的改善作用,光铝箔所制电池的阻抗谱则多一段由铝箔与活性材料界面空隙处的双电层电容产生的容抗弧。存储测试结果表明,使用涂碳铝箔后,电池自放电更小,存储性能有所改善。倍率充放电测试结果显示,涂碳铝箔电池大电流充放电时恒流充入比和放电中值电压更高,电池极化更小,功率性能更好。涂碳铝箔电池的低温性能也更具有竞争优势,其初始放电电压平台更高,放电容量也更高。涂碳铝箔对电池的1 C循环和3 C循环性能也有显著提升。同时,研究发现,涂碳层种类不同,对磷酸铁锂电池性能的提升效果不同:涂石墨烯铝箔在高功率工况下对磷酸铁锂电池性能的提升幅度优于涂炭黑铝箔,原因在于石墨烯片层在沿铝箔表面方向对导电和导热性能的改善优于炭黑涂层。