solarbe文库
首页 solarbe文库 > 资源分类 > PDF文档下载

锂离子电池性能测试

  • 资源大小:477.65KB        全文页数:5页
  • 资源格式: PDF        下载权限:游客/注册会员/VIP会员    下载费用:3金币 【人民币3元】
游客快捷下载 游客一键下载
会员登录下载
下载资源需要3金币 【人民币3元】

邮箱/手机:
温馨提示:
支付成功后,系统会根据您填写的邮箱或者手机号作为您下次登录的用户名和密码(如填写的是手机,那登陆用户名和密码就是手机号),方便下次登录下载和查询订单;
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦;
支付方式: 微信支付    支付宝   
验证码:   换一换

 
友情提示
2、本站资源不支持迅雷下载,请使用浏览器直接下载(不支持QQ浏览器)
3、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   
4、下载无积分?请看这里!
积分获取规则:
1充值vip,全站共享文档免费下;直达》》
2注册即送10积分;直达》》
3上传文档通过审核获取5积分,用户下载获取积分总额;直达》》
4邀请好友访问随机获取1-3积分;直达》》
5邀请好友注册随机获取3-5积分;直达》》
6每日打卡赠送1-10积分。直达》》

锂离子电池性能测试

华南师范大学实验报告学生姓名 蓝中舜 学号 20120010027 专业新能源材料与器件勷勤创新班 年级、班级 12 新能源课程名称化学电源实验实验项目锂离子电池性能测试实验类型验证 设计 综合 实验时间 2014 年 5 月 5 日 -17 日实验指导老师马国正 组员黄日权 郭金海一、实验目的1. 熟悉、掌握锂离子电池的结构及充放电原理。2. 熟悉、掌握锂离子正极材料的制备过程及工艺。3. 熟悉、掌握锂离子电池的封装工艺及模拟电池测试方法。二、实验原理锂离子电池是指正负极为 Li 嵌入化合物的二次电池。正极通常采用锂过渡金属氧化物Li x CoO2, Li xNiO2或 Li xMn2O4, 负极采用锂 - 碳层间化合物 Li xC6。 电解质为溶有锂盐 LiPF 6, LiAsF 6,LiClO 4 等的有机溶液。 溶剂主要有碳酸乙烯酯 ( EC) 、 碳酸丙烯酯 ( PC) 、 碳酸二甲酯 ( DMC)和氯碳酸酯( CIMC)等。在充放电过程中, Li 在两极间往返嵌入和脱出,被形象的称之为“摇椅电池” 。锂离子电池充放电原理和结构示意图如下。锂离子电池的化学表达式为- ) Cn|LiPF 6-ECDMC|LiMxOy( 其电池反应为LiM xOynC Li 1-x MxOyLi xCn本实验以高温固相法制备的尖晶石型 LiMn2O4 为正极材料, 纯锂片为负极, 制备扣式锂离子模拟电池,并对制备的扣式半电池进行充放电测试。三、仪器与试剂电化学工作站,蓝点测试系统、手套箱、电子天平、真空干燥箱、切片机、对辊机、鼓风干燥机LiMn2O4、乙炔黑、 PVDF、无水乙醇、电解液( 1M LiPF 6 溶与体积比 ECDECEMC111的溶液) 、锂片、去离子水、碳甲基吡咯烷酮。四、实验步骤1. 正极片的制备正极活性物质、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯( PVDF)按 80 10 10 的质量比混合均匀后,加入一定量溶剂 N-甲基 -2- 吡咯烷酮( NMP) ,在球磨机中充分研磨 30min,然后通过自动涂覆机在集流体铝箔上涂上一定厚度的薄膜,置于 80℃鼓风干燥箱中烘 30min,再放入 120℃真空干燥箱烘干 12 小时。将烘干的极片经过对辊机滚压,使活性物质与集流体紧密结合。将压好的电极裁成 Φ 12mm 的圆片后,再次进行真空干燥,储存备用。2. 负极片制备、电解液、隔膜负极极片采用厚度为 1.5mm 直径为 15mm 的锂金属薄片;电解液为 1M LiPF6 溶于ECDEC EMC111 体积比 的溶液;隔膜为聚丙烯,将隔膜纸通过切片机裁剪成为 Φ 18mm 的圆片。3. 扣式模拟电池的组装实验模拟电池组装过程是在充满氩气的手套箱中进行, 手套箱中氧含量、 水含量均须低于 1ppm。干燥的正负极片移入手套箱后,将 LiMn2O4 正极、隔膜、电解液和 Li 片负极按顺序装入扣式 2025 模具中(见下图) ,然后用封口机压封。4. 实验模拟电池的测试a. 将待测的电池与测试仪器相连,注意避免正负极的短路。b. 从微机上启动软件,确认已连接的通道。c. 对各通道进行过程参数设置 , 要求分别用 1C 进行充放电测试。d. 启动通道进行测试。e. 一个循环后对所得数据进行处理。五、数据记录和处理1. 充放电参数设置( 1)倍率充电 1C ( E≤ 4.2V)( 2)恒压充电 4.2V ( 3)静置( 4)倍率放电 1C ( E≥ 2.7V)2. 模拟电池的首次充放电性能(容量 - 电压图)-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.182.62.83.03.23.43.63.84.04.2Voltage/VCapacity/mAhchargedischarge3. 模拟电池的循环性能(循环次数 - 容量图)0 10 20 30 40 500.140.160.180.200.220.240.260.28Capacity/mAhCyclechargedischarge4. 称量数据记录( 1)活性物质( LiMn2O4) 4.0048g PVDF 0.5013g 乙炔黑 0.5013g ( 2) 铝箔质量 6.428mg 涂上去活性物质后铝箔的质量 10.3mg 活性物质质量 3.872mg 六、提问与思考1. 锂离子电池的化学原理在放电时,正极从外部电子线路获取电子,锂离子嵌入正极,部分 Mn4被还原成 Mn3,而负极石墨层间的锂离子脱出, 同时电子通过外部电路线路释放; 充电时, 正极把电子释放给外部电子线路, 锂离子从正极材料中脱嵌, 负极则从外部电子线路获取电子, 锂离子嵌入。2. 锂电池与锂离子电池的区别最主要的区别是金属锂电池是一次性电池,锂离子电池是可充电循环电池。锂离子电池是锂电池的改进型产品。 锂电池很早以前就有了, 但锂是一种高度活跃的金属,它使用时不太安全, 经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况, 后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份,比如钴、锰等,从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电池也随之基本上淘汰了。锂电池是用金属锂作为电极的一种储能电池 ,比能量极高 ,早期分为一次性电池和可充电锂电池 ,但在可充电锂电池发生事故以后 ,民用市场上已经很少见得到可充电锂电池。锂离子充电电池实际上是利用锂离子的浓度差进行储能和放电 ,电池中不存在金属锂。 金属锂电池跟普通干电池的原理一样, 它是用金属锂作为电极, 通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电。锂离子电池一般用钴酸锂做正极,碳做负极,中间填充电解液以形成离子游离的通道,用隔膜来分离正负极防止短路。 当充电时由于电场作用锂离子从钴酸锂中游出, 游离在电液中穿过隔膜中的孔隙, 到达负极与碳反应生成碳化锂; 放电过程与此相反, 锂离子又回到正极,这就是锂离子电池的充放电过程。锂电池,阳极 Li-Lie 阴极 MnO 2Li e-MnOOLi 这种比较早,现在有新的正极材料。由于易产生枝晶引起爆炸,所以早已不再应用。锂离子电池,其点极材料一般层状,可以溶入和溶出锂离子。离子进出就产生了电流。充电时,锂离子从正极脱出;放电时,从负极脱出。3. 常用锂离子电池正极材料的比较4. 锂离子电池的种类及发展种类液体锂离子电池和聚合物锂离子电池。发展 在各个领域不断取代镉镍和氢镍电池, 成为化学电源应用领域中最具有竞争力的电池。目前,锂离子电池已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、个人数据助理、手提终端机、无线装置、 数字相机等携式电子设备中。 在军事中采用的电池,也大多数采用锂离子电池。 锂离子电池还在空间技术、 医疗等众多领域有着广阔的应用前景。 随着锂离子电池新材料的不断发展, 电池的安全性和循环寿命不断提高, 成本越来越低, 锂离子电池成为电动汽车的首选高能动力电池之一。5. 锂离子电池的优缺点优点 工作电压高 ( 3.6V ) 、 能力密度大、 体积比能量高 ( 500-800Wh/L ) 、 自放电率小、低污染、无记忆效应、全固态,高安全性和可靠性、工作温度范围宽, -30 ~ 45℃,随着电解质和正极的改进,期望能拓宽到 -40 ~ 70℃,低温有可能拓展到 -60 ℃、对环境友好、循环寿命长等。缺点成本高,主要是正极材料 LiCoO2 的价格高,随着正极技术的不断发展,可以采用 LiMn2O4、 LiFePO4 等为正极, 从而有望大大降低锂离子电池的成本; 必须有特殊的保护电路,以防止过充或过放;与普通电池的相容性差,因为一般要在用 3 节普通电池 3.6V 的情况下才能用锂离子电池进行替代。6. 以尖晶石 LiMn 2O4 为例计算电池的理论比容量。 (提示尖晶石在充放电过程中得失电子数为 1)C26.8nm/M26.8 1 1/1810.148Ah/g148mAh/g

注意事项

本文(锂离子电池性能测试)为本站会员(情深不寿 ゞ)主动上传,solarbe文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知solarbe文库(发送邮件至794246679@qq.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。

copyright@ 2008-2013 solarbe文库网站版权所有
经营许可证编号:京ICP备10028102号-1

1
收起
展开