水性粘结剂改善以锰酸锂为正极的锂离子电池高温性能的研究

• 作 者: 刘未未
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 锂离子电池 锰酸锂 水性粘结剂 石墨烯复合物 高温性能

锂离子电池具有电位高、能量密度高及环境友好等优点，在电动车、移动设备、通讯工具及航空航天产业中具有广泛应用。锰酸锂具有储量丰富、价格低廉及电极电位高等优点，是重要的商品化电极材料。然而，以锰酸锂为正极的锂离子电池在高温下易发生容量衰减，这限制了其大规模使用。本文采用三种途径改善了以锰酸锂为正极的锂离子电池的高温循环性能。　　本文首先使用了四种水性粘结剂代替传统粘结剂，结果表明，此方法能显著提高以锰酸锂为正极的锂离子电池的高温循环性能及倍率性能。实验中所用粘结剂来源广泛、环境友好，因此易于实现产业化应用。另外，本文尝试在锰酸锂电极表面涂覆不同载量的水性粘结剂，并测试其对电池性能的改善作用。结果表明，当锰酸锂表面涂覆载量为0.17mg/cm2的聚苯乙烯磺酸钠时，电池的高温循环性能得到很大改善。由于此方法易于操作且效果明显，因此其商业应用潜力较大。最后，本文合成了石墨烯/聚苯乙烯磺酸钠复合物，并首次用作电池粘结剂。结果表明，本实验合成出了纳米级均匀分散的复合物，且电极中仅加入2wt％的复合物即可明显改善以锰酸锂为正极的锂离子电池高温循环性能。