目录
摘要 .................................................................................................I ABSTRACT .......................................................................................I II 第一章绪论.. (1)
1.1 引言 (1)
1.2 锂离子电池发展概述 (2)
1.2.1 锂离子电池研究进展 (2)
1.2.2 锂离子电池工作原理 (4)
1.3 软包电池发展概述 (5)
1.3.1 软包电池的发展及研究进展 (5)
1.3.2 软包电池的内部结构及特点 (6)
1.4 磷酸铁锂正极材料概述 (8)
1.4.1 LiFePO4的结构 (9)
1.4.2 LiFePO4的充放电机理与特征 (10)
1.5 锂离子电池涂布干燥问题研究进展 (11)
1.6 锂离子电池水分控制问题研究进展 (17)
1.7 本课题的研究意义及主要内容 (19)
第二章实验部分 (20)
2.1 实验药品及仪器 (20)
2.1.1 实验药品 (20)
2.1.2 实验仪器 (20)
2.2 电池制备工艺 (21)
2.2.1 搅浆 (21)
2.2.2 涂布 (22)
2.2.3 裁片 (24)
2.2.4 辊压 (24)
2.2.5 焊极耳 (25)
2.2.6 封装及注液 (25)
2.2.7 化成 (26)
2.3 三电极电池组装方法 (26)
2.4 电化学性能测试 (27)
2.4.1充放电测试 (27)
V
万方数据
2.4.2 交流阻抗测试 (27)
2.4.3 卡尔费休库仑法水分测试 (28)
2.5 物理性能测试 (28)
2.5.1X射线衍射(XRD) (28)
2.5.2 扫描电子显微镜(SEM) (29)
2.5.3 激光粒度仪 (29)
2.5.4 剥离强度测试仪 (30)
第三章干燥条件对电极水分的影响 (31)
3.1 引言 (31)
3.2 干燥条件对正极水分含量的影响 (31)
3.2.1 纳米磷酸铁锂正极材料合成 (31)
3.2.2 干燥温度对正极水分含量的影响 (36)
3.2.3搁置时间对正极水分含量的影响 (37)
3.3 干燥条件对负极水分含量的影响 (44)
3.3.1 干燥温度对负极水分含量的影响 (44)
3.3.2 搁置时间对负极水分含量的影响 (45)
3.4 涂布机干燥箱风刀结构优化 (46)
3.4.1 风刀结构建模 (46)
3.4.2网格划分及边界条件设定 (47)
3.4.3 温度场分布模拟结果 (48)
3.4.4速度场分布模拟结果 (48)
3.5 本章小结 (50)
第四章电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响 (51)
4.1 引言 (51)
4.2 电极水分对磷酸铁锂电池电化学性能的影响 (51)
4.2.1 循环性能 (51)
4.2.2 倍率性能 (53)
4.2.3 交流阻抗 (54)
4.3 电极水分对磷酸铁锂电极材料性能的影响 (56)
4.3.1XRD分析 (56)
4.3.1SEM分析 (56)
4.3.3 粒径分布 (59)
VI
万方数据
4.3.4 剥离强度 (60)
4.4 本章小结 (62)
第五章结论 (63)
参考文献 (64)
致谢 (69)
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 (70)
VII
万方数据
图录
图1-1常用电池体积能量密度和质量能量密度曲线 (3)
图1-2单体电池到电池组构成图 (4)
图1-3锂离子充放电过程示意图 (4)
图1-4锂离子电池卷绕式和叠片式结构图 (7)
图1-5软包锂离子电池内外结构图 (8)
图1-6 LiFePO4的晶体结构图 (9)
图1-7辊涂法机理图 (12)
图1-8涂布机干燥箱内部结构图 (14)
图1-9欧洲电极涂布生产线 (16)
图2-1软包锂离子电池制造过程 (21)
图2-2油系磷酸铁锂正极搅浆流程图 (22)
图2-3单面转移式涂布机 (23)
图2-4电池极片真空干燥流程图 (24)
图2-5软包锂离子电池封装图 (25)
图2-6软包电池三电极电池示意图 (26)
图2-7激光粒度仪原理图 (29)
图2-8极片剥离强度测试方法示意图 (30)
图3-1纳米磷酸铁锂水热合成法 (32)
图3-2纳米磷酸铁锂XRD谱图 (33)
图3-3纳米磷酸铁锂SEM 照片 (34)
图3-4纳米磷酸铁锂热重曲线 (35)
图3-5纳米磷酸铁锂热重曲线 (35)
图3-6不同电池极片70℃干燥后水分含量变化曲线 (38)
图3-7不同电池极片100℃干燥后水分含量变化曲线 (39)
图3-8不同电池极片120℃干燥后水分含量变化曲线 (40)
图3-9 70℃干燥后电极水分含量变化对比曲线 (41)
图3-10 100℃干燥后电极水分含量变化对比曲线 (42)
图3-11 120℃干燥后电极水分含量变化对比曲线 (43)
图3-12风刀分布图 (46)
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万方数据
图3-13风刀结构图 (47)
图3- 14风刀上方温度场分布 (48)
图3-15均流板处风速分布 (49)
图3-16风刀上方风速分布 (49)
图4-1电极水分含量不同的LFP锂离子电池的循环性能曲线 (52)
图4-2电极水分含量不同的LFP锂离子电池1C-5C倍率下的放电曲线 (54)
图4-3电极水分含量不同的LFP锂离子电池化成后的交流阻抗特性 (55)
图4-4循环200圈后交流阻抗特性 (56)
图4-5循环200圈后正极XRD谱图 (57)
图4-6循环200圈后正极SEM 照片 (58)
图4-7循环200圈后正截面SEM 照片 (59)
图4-8循环200圈后正极片平均剥离强度 (61)
IX
万方数据
表录
表1-1铝塑复合膜内层材料与热封方法 (6)
表1-2 LiFePO4和FePO4空间群和晶格常数 (10)
表2-1实验药品 (20)
表3-1不同温度干燥后电池正极片的水分含量 (36)
表3-2不同温度干燥后电池负极片的水分含量 (44)
表3-3不同温度干燥后电池负极片在手套箱内取样封装的水分含量 (45)
表4-1循环200圈后粒径分布 (60)
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