鋰離子電池高溫運(yùn)行性能提高方法

（1）從鋰離子電池制造材料改進(jìn)

針對(duì)鋰電池高溫下循環(huán)性能較差的現(xiàn)象，可以通過(guò)對(duì)正極材料改性，從而改善其高溫循環(huán)性能，目前對(duì)于正極的材料改性主要有體相摻雜，表面修飾等。

體相摻雜包括陽(yáng)離子摻雜、陰離子摻雜、復(fù)合摻雜等。陽(yáng)離子摻雜主要針對(duì)錳酸鋰材料，通過(guò)摻入低價(jià)的陽(yáng)離子后，Mn元素在晶體中被部分取代，使其平均價(jià)態(tài)升高，晶格常數(shù)減小，從而減少了錳溶解；另一方面，取代陽(yáng)離子與氧之間的鍵強(qiáng)度高于錳離子與氧之間的鍵強(qiáng)度，從而使其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，抑制了Jahn-Teller效應(yīng)的發(fā)生。常用的摻雜陽(yáng)離子元素有Al、Mg、Fe、Ni等。陰離子摻雜主要包括F，Cr和s2*等，利用這些電負(fù)性較大的陰離子部分取代氧離子，從而提高材料的穩(wěn)定性。復(fù)合摻雜則是摻雜多種陽(yáng)離子和陰離子[21-]。

體相摻雜的方法可以一定程度上改善電池的循環(huán)性能，但是會(huì)造成鋰離子電池初始容量的下降，目前還未找到最理想的摻雜方法。表面修飾的方法可以減少材料與電解液的直接接觸并減小材料的比表面積，從而減少了金屬離子的溶解。較常用的方法是利用金屬氧化物、金屬氟化物及較穩(wěn)定的正極材料等對(duì)材料進(jìn)行包覆。

除了對(duì)正極材料的改性，也通過(guò)對(duì)石墨負(fù)極的表面包覆，從而減少電解液中金屬離子在負(fù)極表面的沉積。

（2）從鋰離子電池的電解液改進(jìn)

對(duì)于鋰離子電池電解液的改進(jìn)主要是通過(guò)改變導(dǎo)電鹽，使用電解液添加劑等方法來(lái)改善其循環(huán)性能。

電池正極材料溶解的重要原因是由于電解液中HF的存在，那么減少HF的產(chǎn)生，則可以減少正極材料的溶解。可以通過(guò)使用LiBOB鋰鹽，從而避免了HF的產(chǎn)生，減少了金屬鐵的溶出，從而提高了磷酸鐵鋰電池的高溫循環(huán)性能。采用LiC104導(dǎo)電鹽和LiBF4與LiBOB混合導(dǎo)電鹽，改善了磷酸鐵鋰電池的高溫循環(huán)性能。此外可以采用有機(jī)硅如硅烷等除水添加劑，從而減少HF的生成。

除了防止正極金屬離子的溶出，也需要減少電解液中金屬離子在石墨表面的沉積。研究較多的是用添加劑的方式，而添加劑抑制金屬離子在石墨表面沉積有兩種途徑，一種是在負(fù)極表面形成致密的鈍化膜，從而阻礙金屬離子與石墨電極的結(jié)觸，進(jìn)而減少了金屬離子的沉積；另一種是通過(guò)將金屬離子束縛在電解液中，從而抑制了金屬離子的沉積。

（3）新型粘結(jié)劑

粘結(jié)劑是鋰離子電池極片的重要組成部分，對(duì)于電池的性能有顯著的影響。使用CMC粘結(jié)劑極片的性能，與PVDF粘結(jié)劑相比，使用CMC粘結(jié)劑的鋰離子電池顯示出更好的循環(huán)性能和倍率性能。