鋰離子電池PTC安全電極的研究.pdf

1、鋰離子電池能量密度高、功率密度高、壽命長(zhǎng)和無記憶性，近年來在便攜式電器設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，然而安全性是制約其推廣到大型電動(dòng)汽車的主要障礙，主要是由于在濫用條件，易引起熱失控，引發(fā)安全事故。本文從鋰離子電池電極角度出發(fā)，開發(fā)了三種不同鋰離子電池的安全電極—正溫度系數(shù)(positive temperature coefficient)電極，提高抗熱失控能力，改善電池的安全性能。
　　本文通過對(duì)PTC材料機(jī)理分析以及物理化學(xué)性能的比較，

2、選擇高抗沖聚苯乙烯HIPS和聚偏氟乙烯PVDF作PTC材料基體，并重點(diǎn)研究HIPS/Ni-PTC涂層、聚偏氟乙烯PVDF/Ni-PTC涂層以及PVDF/Ni-PTC膜對(duì)電池高溫、常溫性能的影響。測(cè)試方法為恒流充放電、交流阻抗(EIS)、循環(huán)伏安(CV)以及材料熱膨脹分析等等，結(jié)果如下:
　　(1)HIPS/Ni-PTC涂層:75 wt％Ni含量的HIPS/Ni-PTC材料體系有合適的轉(zhuǎn)變溫度90℃和PTC強(qiáng)度。HIPS/Ni-PT

3、C涂層電極在90℃下能夠一定程度地限制電極反應(yīng)的進(jìn)行，提高電極抗熱失控能力。常溫下，相對(duì)于不加涂層的電極，這種PTC涂層電極極化較高，可逆性較低，電極性能受到影響。
　　(2) PVDF/Ni-PTC涂層:65 wt％Ni含量的PVDF/Ni-PTC材料通過涂層形式加入電極中。90℃時(shí)，涂層電極阻值急速增大，電荷轉(zhuǎn)移阻抗隨之增大，能夠完全抑制鋰離子的脫嵌，進(jìn)而改善電極高溫下抗過熱能力。常溫下，PVDF/Ni-PTC涂層通過改善集流