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不同干燥条件下PVdF的结晶与电池性能


中国化学与物理电源学术年会论文集



锂离子电池

不同干燥条件下PVdF的结晶与电池性能
张翠芬1高鹏1曾石华2陈玲2 (1. 哈尔滨工业大学应用化学系) (2.江门三捷电池实业有限公司) PVdF是一种具有高介电常数的聚合物材料,被广泛用于锂离子电池中。且它还有很 强的晶化能力,其结晶情况与干燥条件有很大的关系,进而影响电池性能。本文重点研 究了干燥条件对PVdF结晶及对电池池性能的影响。 1.实验 将PVdF与NMP按i:i0混合,制成6种不同干燥条件的胶膜。然后将其进行XRD 测试。将不同条件下干燥制得的正负极片按锂离子电池063048型工艺组装成电池,并 将其在武汉蓝电生产的CT2001A测试仪上进行电性能的测试。对应不同干燥条件的电 池和胶膜编号见表1。 表l干燥条件、胶膜及电池编号

2.结果与讨论 用XRD谱图的峰所对应的2 o值,按布拉格方程计算衍射面间距,见表2。 对于单斜晶体,dloo=a。胶膜的晶型虽然有一些变化,从d。的大小也能看出晶胞参 数a的大小,a的大小比较如下:
M‘>M6>Ml>M5>M3>Mz

标准晶体的b=2dm,比较胶膜晶型的d020也可以看出晶胞参数b值的大小,b的大 小比较如下:
M1>Ms>M3>M2>M6>地

本文通过峰的宽窄、强弱及背景并结合一定的计算方法。1得到结晶度的大致数值, 现将6种PVdF胶膜晶体分为三类,见表3。 电池性能测试结果示于图1、图2、表4。结果可见,D。、D。的循环性能好于其余4 种,D。后期最好。D2、D,最差。D。、D6放电电压比D:高60mY多。新电池D.、D。的内阻最 小,D:最大;循环100次后,D.最小,D。次之,二者相差不大,Ⅸ、D,很大。 综合XRD和电池性能测试结果可以看到,D.和D。两种电池中的PVdF的结晶度高{50%) 晶胞参数a大、b小,分子链间距大,有利于离子迁移,因而它们的内阻小,放电电压 高。合适的干燥条件使PVdF的黏结性增大,电极与集流体之间结合力好,提高了循环寿 命。 3.结论 (1)干燥温度对PVdF的结晶和电池性能有影响。 (2)在本实验范围内,快速升温干燥和142℃干燥90min所得极片组装的电池(D;、D4) 内阻小,放电电压高,循环性能优良。
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(3)上述两种干燥温魔下,PVdF具有结晶度高(50%),晶臆参数a大、b夺,舂利于离 子迁移:合适懿于燥条{牛,增强了PVdF糙合力。 表2胶膜德射参数

P×
标准晶体
Ml

100

020
I/i。

110

d{)
4.96 4.9786 4.94S6 4.9621 5。0037
4.9703

Int

Df}
4.82 4.8570 4。8139
4。8216

Int

I/l。
41

d{}
4.4l

Int

I/Io 100

34 250 232
252 306 52.7 1.1 l。6

258
230 302 292 244 270

54.4 §0.7 8§.8 57。S 50。4 44.6

4.4383
4.4186 4。4350 4。4449 4。4219 4.4416

474 454 352 508 484 606

100 100 i00 i00 i00 100




拽 他 他

0,2
7.4 7.4

4。8061 4.8334 4。8100

278
348

4.9870

d—衍射面间距,Int—衍射光强,I/Z。一相对衍射强度 表3 PVdF胶膜晶体的分类 分类 晶胞特点
结晶度(%)
救 地 赡 鸦 M2
M,

a大
b小
50

a中 b大
40

a小
b巾
30

表4电池内阻

电池序号 新电滴内阻(mQ) 循环i00次后内阻《mQ}

D1


5王.2 70.2

D3
42.6 70.i


35.3 46。9

D5 38.2
50.4

D6

41.5 59.8

35。§
48。S

萎舔姆耱谢辩培

售》爵器口#e}≈¥n
暑g}u。P.‘£}一要c≮.。口分
●口ji,●口;c#6
放电时闻lmInl

C蝻#uHml●
照l缝环放电熬线

穰耳趺数

o㈣q●mne

图2第100次放电曲线

参考文献
1.解晶蟹,张泉生.锂离子蓄电池及其相关材料.信息产业部电源专业情报网,2000:157—167 2.何曼君,陈维寿,萤西侠.商分子物理.修订版.复艇大学出版柱.1998:451--454

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不同干燥条件下PVdF的结晶与电池性能
作者: 作者单位: 张翠芬, 高鹏, 曾石华, 陈玲 张翠芬,高鹏(哈尔滨工业大学应用化学系), 曾石华,陈玲(江门三捷电池实业有限公司)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_3514273.aspx


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