磷酸铁锂粒径对低温放电性能的影响
孙红梅，韦佳兵，张佳瘩，陈
萍，王玲利
（合肥国轩高科动力能源股份公司，安徽合肥２３００１１）
摘要：研究了不同粒径磷酸铁锂在２５～－－２０ｏＣ温度范围内的放电性能，并利用交流阻抗分析了电池阻抗随温度的变化。结果表明。随着温度的降低，锂离子电池的放电性能显著降低。粒径小的磷酸铁锂材料具有较高的放电容量、放电平台。电化学阻抗图谱（ＥＩＳ）显示，在２５～Ｏ℃温度范围内，溶液电阻（Ｆｂ）和ＳＥＩ膜电阻（Ｆ乙）变化不大，对电池低温性能的
影响较小；而电荷传递电阻（Ｒ）随着温度的降低而显著增加；在相同的温度下，粒径小的磷酸铁锂Ｒ较小。随着温度的
降低至Ｏ℃，粒径大的磷酸铁锂，兄随温度的变化较大。关键词：粒径；磷酸铁锂；低温；放电性能中图分类号：ＴＭ
９１２
文献标识码：Ａ文章编号：１００２—０８７Ｘ（２０１３）０３—０３６４－０２
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＳＵＮ
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Ｈｏｎｇ—ｍｅｉ，ＷＥＩ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｄｅｓａｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（２５一－－２０ｏＣ）
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ｌａｒｇｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．
ＫｅｙＷＯｒｄｓ：ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ；ｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｌｅ；ｌＯＷｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
近年来，磷酸铁锂正极材料以其成本低廉、环境友好及较高的容量和较好的热稳定性，成为应用于纯电动汽车、混合动力汽车的动力锂离子电池最有潜力的正极材料。与其它正极活性材料相比，ＬｉＦｅＰＯ。材料固有的导电能力差的缺点，极大地限制了其在２５℃下的动力学特性。因此，最初围绕ＬｉＦｅＰＯ。的研究主要集中于提高其离子扩散速率和电子导电性两个方面。通过提高ＬｉＦｅＰ０４的比表面积、对ＬｉＦｅＰＯ。进行包覆或掺杂，显著改善了其离子和电子导电性能，使其２５℃动力学特性有了明显提高，达到了实用化的要求，但ＬｉＦｅＰＯ。的低温特性依旧很差，不能满足动力电源的使用要求㈣。因此，提高ＬｉＦｅＰＯ。电
吡咯烷酮（ＮＭＰ）中，再将乙炔黑和磷酸铁锂分别加入混合液中，经过一定时间的混合形成正极浆料；将浆料涂覆于铝箔集流体上，在１００℃条件下加热烘干；将涂布完成的极片轧制成一定厚度，切掉多余集流体，在模具上冲出实验规格的正极片。将上述正极片与金属锂组成２０１６型扣式半电池标示为ｌ牟扣电，同样方法制作Ｄ５０为３．０６ｉｚｍ的磷酸铁锂２｝｝扣电。
同样方法制作ＳＡＧ一２０型碳负极极片，集流体为铜箔。把正、负极极片及隔膜按１８６５１４０锂离子电池制造工艺，卷绕制成方形电池，设计容量为１０Ａｈ，电解液为１
ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦｄ
ｐ，ｍ
（ＥＣ＋ＤＥＣ＋ＥＭＣ）（体积比为１：１：１）。Ｄ５０为２．５９、３．０６
池的低温特陛已成为锂离子电池研究者关注的重点问题。本文
将探讨粒径对ＬｉＦｅＰＯ。电池低温放电性能的影响。
的磷酸铁锂分别标示为ｌ≠｝电池、２≠≠电池，用于低温放电测试。
１．２电化学性能测试
２０１６型扣式电池的化成制度如下：（１）以０．０５Ｃ恒流充电至３．６５ｖ，静置１０ｍｉｎ后，以０．０５ｃ恒流放电至２．０
Ｖ；
１实验
１．１电池制作
正极由Ｄ５０为２．５９Ｉｘｍ磷酸铁锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）按质量比９０：５：５组成。先将ＰＶＤＦ溶解在Ｎ．甲基
收稿日期：２０１２＿０８—１５向为锂离子电池性畿。
（２）按上述步骤重复３次化成；（３）以０．０５ｃ恒流恒压充电至３．６５Ｖ，静置１０ｍｉｎ后，以０．０５Ｃ恒流放电至５０％ＳＯＣ，１｝ｊ｝扣电、２≠≠用于交流阻抗测试。
１８６５１４０电池化成制度同扣式电池第１步，将化成好的电池在常温下以Ｏ．５ｃ充放电循环１０次，待容量稳定后，进行
作者简介：孙红梅（１９８卜），女，安徽省人。工程师，主要研究方
２０１３．３
万方数据
ＶＯＩ３７Ｎｏ．３
３６４
低温放电测试。低温放电性能测试：先将电池在常温下０．５
Ｃ
表２
容键Ａｈ棒∞保持：｝：／ｏｏ
不同温度下电池放电容量和中值电压
样品编Ｉｊｌ＃ｌＵ池２＃ＩＵ池１＃１Ｕ池２＃『Ｕ池１＃『Ｕ池２＃ＩⅡ池
２５℃１０
５４
恒流充电至３．６５Ｖ，然后在设定温度下放置４ｈ，再进行不同温度下以０’３３Ｃ放电。
０℃
９
一１０℃Ｋ．７９
ｎ．６９
一２０℃６３
７８９７
８９
１０：１８．９９９３８３８８０５３
３１４（）１
１．３测试仪器
粒度分析仪：马尔文激光粒度仪Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００；高低温交变湿热试验箱：江苏艾默生ＧＤＪＳ一１００；２叭６型扣式半电池充放电仪：武汉金诺Ｌａｎｄ电池测试系统；１８６５１４０电池测试仪器为：广州晨威电子有限公司ＭＰ．５０；电化学阻抗图谱：ＺＡＨ．
ＮＥＲ
１００ＯＯ００ＯＯ３
８６
８３４０
６５
６４３３３８８８
２６４ｌ
５２
ｔ㈨＋ｆ
ＩＵＪｋ／Ｖ
３０６４：９６３
３．２１９
３４
２７８８
子电池的放电容量分别相当于２５℃放电容量的９３．８３％、８３．４０％和６４．３３％；放电平均电压依次为３．１４、３．０６４Ｖ和２．６４１ｖ，一２０℃放电平均电压比２５℃时降低了０．５４５Ｖ。图４为２撑电池在不同温度下的放电曲线，２≠≠电池在０～一２０℃，锂离子电池的放电容量分别相当于２５℃放电容量的８８．０５％、６５．５２％和３８．８８％；放电平均电压依次为３．１３４、２．９６３Ｖ和２．７８８
Ｖ，
Ｉｍ６，振幅为５ｍＶ，频率范围０．Ｏｌ～１０５
Ｈｚ。
２结果与讨论
２．１材料的粒径分布
从粒度分布的表ｌ情况看，样品１的／３５０比样品２的Ｄ５０小０．４７“ｍ且整体的粒度分布较窄即样品ｌ的Ｄ１０～Ｄ１００的差值为１１．０７¨ｍ，样品２的Ｄ１０～Ｄ１００的差值为２０．７７仙ｍ。图１为样品ｌ粒度分布图，图２为样品２粒度分布图。
一２０℃放电平均电压比２５℃时降低了０．４３１Ｖ。从上述分析可知，随着温度的降低，锂离子电池的放电平均电压和放电容量均有所降低，尤其当温度为一２０℃时，电池的放电容量和放电平均电压下降较快；粒径小的磷酸铁锂一２０℃的低温性能比粒径大的磷酸铁锂的高２７．４５％。
３・９
』
３．６
｝——一ｌｏ．Ｃ１６６９０ｍＡｈ
ｊ
一２０＂Ｃ／３９７０ｍ／ｈ．ｈ
２５＂ＣＬｌ０２１０ｍ＾ｈ
一０＂１２／８９９０ｍ址
《熊一
１０—１
ｉ０
１０。
１０１
１０
３
１３・３
３．０
娄２．７
２・４２．１
１０’
柑径／ｐ．ｍ
图１样品１粒度分布图
１．８
容量／ｍＡｈ
图４
２＃电池在不同温度下的放电曲线
２．３电化学阻抗图谱
图５、图６分别为ｌ｝｝扣电、２撑扣电的交流阻抗图。Ｒ。、
料件／ｌａｉｎ
图２样品２粒度分布图
比、心、［≥和Ｇ分别指的是溶液或电解液的电阻、ＳＥＩ膜电
阻、电荷转移电阻（法拉第电阻）、ＳＥＩ膜的电容和双电层电容。一般认为：高中频区的压缩半圆分别反映的是ＳＥＩ膜的阻抗和电荷转移阻抗（法拉第阻抗），而低频区的倾斜直线反映
２４
２．２锂离子电池的低温放电性能
图３为１撑电池在不同温度下的放电曲线，其中放电截止电压为１．８Ｖ。从图３及表２可知，ｌ｝≠电池在０～一２０℃，锂离
２０
Ｊ
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０
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４０００
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１００００
１２０００
０
１０
２０
３０
４０
Ｓ０
、、
２０００
６０７０８０９０１００１１０１２０
容量ＩｍＡｈ
图３
磊。，ｎ
图５
１＃电池在不同温度下的放电曲线
１拌扣电在不同温度下的ＥＩＳ
（下转第３６９页）
３６５
万方数据
２０１３．３ＶＯＩ．３７Ｎｏ．３
低，对环境友好，是一种较为理想的方法。
『７１
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Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
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上接第３６５页）
材料内部扩散路径减小，材料的电化学反应活性增强，因此ｋ较小，表现出更好的低温放电性能；但ＬｉＦｅＰＯ。比表面积大，电
池在化成时形成较致密的ＳＥＩ膜，因此＆较大㈣。
３结论
磷酸铁锂在２５—一２０℃温度范围内，平均电压和放电容量均随着温度降低而降低。当温度降至一２０℃时，Ｄ５０为２．５９、３．０６¨ｍ的磷酸铁锂电池的放电容量分别为２５℃时放电容量的６４．３３％和３８．８８％，放电平均电压分别比２５℃时降低了Ｏ．５４５Ｖ和Ｏ．４３ｌｖ。粒径小材料具有较高的放电容量、放电平台。
ｚ√￡２
图６
２＃扣电在不同温度下的ＥＩＳ
电化学阻抗图谱（ＥＩｓ）显示，溶液电阻（Ｒ鲥）和ＳＥＩ膜电阻
（咫ｉ）在２５～Ｏ℃温度范围内变化不大，对电池低温性能的影响
的是电极中锂离子的扩散阻抗【４】：
较小；而电荷传递电阻（Ｒｄ）随着温度的降低而显著增加；在相同的温度下，相比粒径为３．０６仙ｍ的磷酸铁锂，粒径为２．５９
ｐ，ｍ
由表３可知溶液电阻（‰）、ＳＥＩ膜电阻（Ｒ０在整个温度范
围内变化不大，对电池低温性能的影响较小；而电荷传递电阻（民）随着温度的降低而显著增加；且在整个温度范围内心随温
的磷酸铁锂飓、Ｒ。较大，民较小。同时对比２５℃和０℃的
ＥＩＳ图谱可以发现．／９５０为２．５９、３．０６斗ｍ的磷酸铁锂Ｒｄ分别增加了１０２．３％和１５７．７％，说明粒径大的磷酸铁锂的民随温度的变化更大。
度的变化都明显大于＆和Ｒ酬。这是因为随着温度的降低，电
解液的离子电导率随之低，ＳＥＩ膜电阻和电化学反应电阻随之增大，导致低温下欧姆极化、浓差极化和电化学极化均增大，在电池的放电曲线上就表现为平均电压和放电容量均随着温度降低而降低。分别对比１撑扣电和２｝≠扣电在２５℃的内阻可以
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ｐＭ
Ｑ，增加了１５７．７％，明显大于ｌ拌扣电粒径小的磷酸铁锂，
其原因为：ＬｉＦｅＰＯ。的粒径小，比表面积大，锂离子在ＬｉＦｅＰ０４
表３
不同温度下的阻抗值
ＺＨＡＮＧＳＳ．ＸＵｏｎ
ｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＬｉ—ｉｏｎ２００４．４９：１０５７－１０６１．
ｂａａｅｒｉｅｓ…．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ
Ａｃｔａ，
陋
陋
ＺＨＡＮＧ
Ｌｉ—ｉｏｎＬＩＡＯｘ
ＳＳ．ＸＵ
Ｋ．ＪＯＷＴＲ．Ｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
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２０１３．３ＶｏＩ．３７
Ｎｏ．３
磷酸铁锂粒径对低温放电性能的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
孙红梅， 韦佳兵， 张佳瑢， 陈萍， 王玲利， SUN Hong-mei， WEI Jia-bing， ZHANG Jia-rong，CHEN Ping， WANG Ling-li
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本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dianyjs201303006.aspx
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影响较小；而电荷传递电阻（Ｒ）随着温度的降低而显著增加；在相同的温度下，粒径小的磷酸铁锂Ｒ较小。随着温度的
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Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
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ＣｏｕｎｔｒｙＰｏｒｃｈｎｉｇｈＢｒａｎｃｈＰｏｗｅｒＥｎｅｒｇｙＳｔｏｃｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｅ抬ｊＡｎｈｕｉ２３００１１，ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｄｅｓａｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（２５一－－２０ｏＣ）
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ｌａｒｇｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．
ＫｅｙＷＯｒｄｓ：ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ；ｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｌｅ；ｌＯＷｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
近年来，磷酸铁锂正极材料以其成本低廉、环境友好及较高的容量和较好的热稳定性，成为应用于纯电动汽车、混合动力汽车的动力锂离子电池最有潜力的正极材料。与其它正极活性材料相比，ＬｉＦｅＰＯ。材料固有的导电能力差的缺点，极大地限制了其在２５℃下的动力学特性。因此，最初围绕ＬｉＦｅＰＯ。的研究主要集中于提高其离子扩散速率和电子导电性两个方面。通过提高ＬｉＦｅＰ０４的比表面积、对ＬｉＦｅＰＯ。进行包覆或掺杂，显著改善了其离子和电子导电性能，使其２５℃动力学特性有了明显提高，达到了实用化的要求，但ＬｉＦｅＰＯ。的低温特性依旧很差，不能满足动力电源的使用要求㈣。因此，提高ＬｉＦｅＰＯ。电
吡咯烷酮（ＮＭＰ）中，再将乙炔黑和磷酸铁锂分别加入混合液中，经过一定时间的混合形成正极浆料；将浆料涂覆于铝箔集流体上，在１００℃条件下加热烘干；将涂布完成的极片轧制成一定厚度，切掉多余集流体，在模具上冲出实验规格的正极片。将上述正极片与金属锂组成２０１６型扣式半电池标示为ｌ牟扣电，同样方法制作Ｄ５０为３．０６ｉｚｍ的磷酸铁锂２｝｝扣电。
同样方法制作ＳＡＧ一２０型碳负极极片，集流体为铜箔。把正、负极极片及隔膜按１８６５１４０锂离子电池制造工艺，卷绕制成方形电池，设计容量为１０Ａｈ，电解液为１
ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦｄ
ｐ，ｍ
（ＥＣ＋ＤＥＣ＋ＥＭＣ）（体积比为１：１：１）。Ｄ５０为２．５９、３．０６
池的低温特陛已成为锂离子电池研究者关注的重点问题。本文
将探讨粒径对ＬｉＦｅＰＯ。电池低温放电性能的影响。
的磷酸铁锂分别标示为ｌ≠｝电池、２≠≠电池，用于低温放电测试。
１．２电化学性能测试
２０１６型扣式电池的化成制度如下：（１）以０．０５Ｃ恒流充电至３．６５ｖ，静置１０ｍｉｎ后，以０．０５ｃ恒流放电至２．０
Ｖ；
１实验
１．１电池制作
正极由Ｄ５０为２．５９Ｉｘｍ磷酸铁锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）按质量比９０：５：５组成。先将ＰＶＤＦ溶解在Ｎ．甲基
收稿日期：２０１２＿０８—１５向为锂离子电池性畿。
（２）按上述步骤重复３次化成；（３）以０．０５ｃ恒流恒压充电至３．６５Ｖ，静置１０ｍｉｎ后，以０．０５Ｃ恒流放电至５０％ＳＯＣ，１｝ｊ｝扣电、２≠≠用于交流阻抗测试。
１８６５１４０电池化成制度同扣式电池第１步，将化成好的电池在常温下以Ｏ．５ｃ充放电循环１０次，待容量稳定后，进行
作者简介：孙红梅（１９８卜），女，安徽省人。工程师，主要研究方
２０１３．３
万方数据
ＶＯＩ３７Ｎｏ．３
３６４
低温放电测试。低温放电性能测试：先将电池在常温下０．５
Ｃ
表２
容键Ａｈ棒∞保持：｝：／ｏｏ
不同温度下电池放电容量和中值电压
样品编Ｉｊｌ＃ｌＵ池２＃ＩＵ池１＃１Ｕ池２＃『Ｕ池１＃『Ｕ池２＃ＩⅡ池
２５℃１０
５４
恒流充电至３．６５Ｖ，然后在设定温度下放置４ｈ，再进行不同温度下以０’３３Ｃ放电。
０℃
９
一１０℃Ｋ．７９
ｎ．６９
一２０℃６３
７８９７
８９
１０：１８．９９９３８３８８０５３
３１４（）１
１．３测试仪器
粒度分析仪：马尔文激光粒度仪Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００；高低温交变湿热试验箱：江苏艾默生ＧＤＪＳ一１００；２叭６型扣式半电池充放电仪：武汉金诺Ｌａｎｄ电池测试系统；１８６５１４０电池测试仪器为：广州晨威电子有限公司ＭＰ．５０；电化学阻抗图谱：ＺＡＨ．
ＮＥＲ
１００ＯＯ００ＯＯ３
８６
８３４０
６５
６４３３３８８８
２６４ｌ
５２
ｔ㈨＋ｆ
ＩＵＪｋ／Ｖ
３０６４：９６３
３．２１９
３４
２７８８
子电池的放电容量分别相当于２５℃放电容量的９３．８３％、８３．４０％和６４．３３％；放电平均电压依次为３．１４、３．０６４Ｖ和２．６４１ｖ，一２０℃放电平均电压比２５℃时降低了０．５４５Ｖ。图４为２撑电池在不同温度下的放电曲线，２≠≠电池在０～一２０℃，锂离子电池的放电容量分别相当于２５℃放电容量的８８．０５％、６５．５２％和３８．８８％；放电平均电压依次为３．１３４、２．９６３Ｖ和２．７８８
Ｖ，
Ｉｍ６，振幅为５ｍＶ，频率范围０．Ｏｌ～１０５
Ｈｚ。
２结果与讨论
２．１材料的粒径分布
从粒度分布的表ｌ情况看，样品１的／３５０比样品２的Ｄ５０小０．４７“ｍ且整体的粒度分布较窄即样品ｌ的Ｄ１０～Ｄ１００的差值为１１．０７¨ｍ，样品２的Ｄ１０～Ｄ１００的差值为２０．７７仙ｍ。图１为样品ｌ粒度分布图，图２为样品２粒度分布图。
一２０℃放电平均电压比２５℃时降低了０．４３１Ｖ。从上述分析可知，随着温度的降低，锂离子电池的放电平均电压和放电容量均有所降低，尤其当温度为一２０℃时，电池的放电容量和放电平均电压下降较快；粒径小的磷酸铁锂一２０℃的低温性能比粒径大的磷酸铁锂的高２７．４５％。
３・９
』
３．６
｝——一ｌｏ．Ｃ１６６９０ｍＡｈ
ｊ
一２０＂Ｃ／３９７０ｍ／ｈ．ｈ
２５＂ＣＬｌ０２１０ｍ＾ｈ
一０＂１２／８９９０ｍ址
《熊一
１０—１
ｉ０
１０。
１０１
１０
３
１３・３
３．０
娄２．７
２・４２．１
１０’
柑径／ｐ．ｍ
图１样品１粒度分布图
１．８
容量／ｍＡｈ
图４
２＃电池在不同温度下的放电曲线
２．３电化学阻抗图谱
图５、图６分别为ｌ｝｝扣电、２撑扣电的交流阻抗图。Ｒ。、
料件／ｌａｉｎ
图２样品２粒度分布图
比、心、［≥和Ｇ分别指的是溶液或电解液的电阻、ＳＥＩ膜电
阻、电荷转移电阻（法拉第电阻）、ＳＥＩ膜的电容和双电层电容。一般认为：高中频区的压缩半圆分别反映的是ＳＥＩ膜的阻抗和电荷转移阻抗（法拉第阻抗），而低频区的倾斜直线反映
２４
２．２锂离子电池的低温放电性能
图３为１撑电池在不同温度下的放电曲线，其中放电截止电压为１．８Ｖ。从图３及表２可知，ｌ｝≠电池在０～一２０℃，锂离
２０
Ｊ
瞄
ｔ一
，ｔ
“。｝菇三
１６ｃ＝
己１２
８
４
１．６：
０
一
、
０・
４０００
６０００
８０００
１００００
１２０００
０
１０
２０
３０
４０
Ｓ０
、、
２０００
６０７０８０９０１００１１０１２０
容量ＩｍＡｈ
图３
磊。，ｎ
图５
１＃电池在不同温度下的放电曲线
１拌扣电在不同温度下的ＥＩＳ
（下转第３６９页）
３６５
万方数据
２０１３．３ＶＯＩ．３７Ｎｏ．３
低，对环境友好，是一种较为理想的方法。
『７１
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Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
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上接第３６５页）
材料内部扩散路径减小，材料的电化学反应活性增强，因此ｋ较小，表现出更好的低温放电性能；但ＬｉＦｅＰＯ。比表面积大，电
池在化成时形成较致密的ＳＥＩ膜，因此＆较大㈣。
３结论
磷酸铁锂在２５—一２０℃温度范围内，平均电压和放电容量均随着温度降低而降低。当温度降至一２０℃时，Ｄ５０为２．５９、３．０６¨ｍ的磷酸铁锂电池的放电容量分别为２５℃时放电容量的６４．３３％和３８．８８％，放电平均电压分别比２５℃时降低了Ｏ．５４５Ｖ和Ｏ．４３ｌｖ。粒径小材料具有较高的放电容量、放电平台。
ｚ√￡２
图６
２＃扣电在不同温度下的ＥＩＳ
电化学阻抗图谱（ＥＩｓ）显示，溶液电阻（Ｒ鲥）和ＳＥＩ膜电阻
（咫ｉ）在２５～Ｏ℃温度范围内变化不大，对电池低温性能的影响
的是电极中锂离子的扩散阻抗【４】：
较小；而电荷传递电阻（Ｒｄ）随着温度的降低而显著增加；在相同的温度下，相比粒径为３．０６仙ｍ的磷酸铁锂，粒径为２．５９
ｐ，ｍ
由表３可知溶液电阻（‰）、ＳＥＩ膜电阻（Ｒ０在整个温度范
围内变化不大，对电池低温性能的影响较小；而电荷传递电阻（民）随着温度的降低而显著增加；且在整个温度范围内心随温
的磷酸铁锂飓、Ｒ。较大，民较小。同时对比２５℃和０℃的
ＥＩＳ图谱可以发现．／９５０为２．５９、３．０６斗ｍ的磷酸铁锂Ｒｄ分别增加了１０２．３％和１５７．７％，说明粒径大的磷酸铁锂的民随温度的变化更大。
度的变化都明显大于＆和Ｒ酬。这是因为随着温度的降低，电
解液的离子电导率随之低，ＳＥＩ膜电阻和电化学反应电阻随之增大，导致低温下欧姆极化、浓差极化和电化学极化均增大，在电池的放电曲线上就表现为平均电压和放电容量均随着温度降低而降低。分别对比１撑扣电和２｝≠扣电在２５℃的内阻可以
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口
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看出：１≠｝扣电的岛、如比２舟扣电大，民比２撑扣电小，０℃也
出现同样的结果。温度降低到０℃，ｌ撑扣电的咫从１９．７７Ｑ增加到４０Ｑ，增加了１０２．３％，２撑扣电的心从４０．３６Ｑ增加到
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ｐＭ
Ｑ，增加了１５７．７％，明显大于ｌ拌扣电粒径小的磷酸铁锂，
其原因为：ＬｉＦｅＰＯ。的粒径小，比表面积大，锂离子在ＬｉＦｅＰ０４
表３
不同温度下的阻抗值
ＺＨＡＮＧＳＳ．ＸＵｏｎ
ｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＬｉ—ｉｏｎ２００４．４９：１０５７－１０６１．
ｂａａｅｒｉｅｓ…．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ
Ａｃｔａ，
陋
陋
ＺＨＡＮＧ
Ｌｉ—ｉｏｎＬＩＡＯｘ
ＳＳ．ＸＵ
Ｋ．ＪＯＷＴＲ．Ｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ
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Ｚ，ＭＡＺＦ，ＧＯＮＧＱ，ｅｔａ１．Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ａ
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３６９
万方数据
２０１３．３ＶｏＩ．３７
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磷酸铁锂粒径对低温放电性能的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
孙红梅， 韦佳兵， 张佳瑢， 陈萍， 王玲利， SUN Hong-mei， WEI Jia-bing， ZHANG Jia-rong，CHEN Ping， WANG Ling-li
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本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dianyjs201303006.aspx