原材料加工對磷酸鐵鋰電池性能的影響
比表面積對磷酸鐵鋰電池的電化學性能和加工性能
通常情況下,對于大多數(shù)企業(yè)所采用的草酸亞鐵+有機碳分解的工藝路線,LFP的比表面積與碳含量呈線性關系。
比表面積太小,說明材料的碳包覆量不夠,直接體現(xiàn)是電池內阻偏高、放電平臺低、容量發(fā)揮低、倍率性能不佳、循環(huán)性能不好。
比表面積過大,說明材料的碳包覆量過高或者粒度呈納米級。直接的體現(xiàn)是材料的電化學性能極好,但活性高、易團聚、難分散、極片加工困難。
經過材料企業(yè)與電池企業(yè)的長期磨合,目前比表面積控制在15?m2/g較為合適,能兼顧電化學性能和加工性能。
當然也有例外,對于其他的工藝路線而言,這一套標準未必適用。如果材料加工性能特別好,比表面積可以更大一些;也有少數(shù)企業(yè)通過降低碳含量以減小比表面積,同時通過離子摻雜來彌補碳含量減少對倍率性能造成的負面影響。
振實密度對磷酸鐵鋰電池的影響
極片壓實密度振實密度會對極片的壓實密度產生一定影響,最終體現(xiàn)在電池的能量密度上。振實密度只是材料形貌和粒度分布的外在表現(xiàn),不是決定材料和電池性能的主因。
粒度分布加工性能對磷酸鐵鋰電池的影響
從大量的制漿經驗以及行業(yè)同行的交流反饋來看,粒度分布幾乎決定了磷酸鐵鋰材料的加工性能,其關鍵指標是D50。
鉆酸鋰、錳酸鋰10um≤D50≤20um,勻漿涂布沒有任何問題;磷酸鐵鋰根據(jù)廠家不同的工藝,基本分兩種:
A:1um≤D50≤2.5um,(大多數(shù)廠商)B:3.5um≤D50≤8um,(少數(shù)廠商)以上兩種材料,B的加工性能要好于A。
顆粒越小,同等質量的材料的顆粒數(shù)量越多,同樣的工藝條件下分散越困難。
克容量
克容量是決定電池成本的重要因素,因為所有的輔料都要根據(jù)正極材料的質量來配制。
通過長期的測試統(tǒng)計,我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)材料的首次充電克容量都能達到155~160mAh/g,但放電克容量則千差萬別,這取決于材料本身的倍率性能。
換句話說,大多數(shù)材料的克容量都是足夠的,只是看材料的倍率性能是否足夠好,能否將容量都發(fā)揮出來。