锂离子电池论文：安全性热稳定性加速量热仪.doc

锂离子电池论文：安全性热稳定性加速量热仪【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】随着环境污染与能源问题的日益突出，人类对新能源的需求越来越迫切。锂离子电池因其具有高工作电压、高能量密度、高比容量、长循环寿命及对环境友好等优点而受到了广泛关注。目前，锂离子电池已经广泛应用于小型电器设备，但安全问题始终没有得到根本解决。这也成为了制约锂离子电池向大型化发展的主要阻碍。本文主要研究锂离子电池安全性的影响因素，研究内容从影响锂离子电池安全性的本体因素到使用因素逐层展开。首先，研究了荷电状态、负极材料及正极材料三种本体因素对锂离子电池安全性的影响。研究发现，随着荷电态升高，锂离子电池自放热起始点不断降低，自放热速率不断升高，锂离子电池热稳定性下降；负极为Li4Ti5O12的锂离子电池相比负极为MCMB的锂离子电池自放热起始点较高、自放热速率较低，具有更高的安全性；在160以上正极材料的自放热差异性得以显现，LiFePO4为正极的锂离子电池自放热速率相比于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiCoO2较低，三者的自放起始温度相近。然后，研究了循环因素对锂离子电池安全性的影响。循环过一定次数的锂离子电池不能通过过充实验；在本文所研究的循环次数范围内（400），锂离子电池均通过了短路实验；加速量热实验显示循环过的锂离子电池热稳定有所下降，这是由于在循环过程中SEI膜的增厚及负极表面出现锂的化合物造成的。最后，研究了储存因素对锂离子电池安全性的影响。在高温下储存的锂离子电池热稳定性得到增强。在加速量热实验中，随着储存时间的增加，自放热起始温度逐渐升高，自放热速率逐渐降低。这是由于嵌锂负极与电解液长期作用使得SEI膜变得更加致密造成的。【关键词】锂离子电池；安全性；热稳定性；加速量热仪；【篇名】锂离子电池安全性影响因素研究【目录】锂离子电池安全性影响因素研究摘要5-6Abstract6第1章 绪论11-251.1 锂离子电池概述11-141.1.1 锂离子电池发展简史11-121.1.2 锂离子电池工作原理121.1.3 锂离子电池的典型结构12-131.1.4 锂离子电池特点131.1.5 安全问题对锂离子电池发展影响13-141.2 锂离子电池材料热稳定性研究现状14-211.2.1 正极材料14-171.2.2 负极材料17-191.2.3 有机电解液及添加剂19-211.3 影响电池性能及安全性的使用因素21-231.3.1 循环对电池性能及安全性的影响21-221.3.2 储存对电池性能及安全性的影响22-231.3.3 温度对电池安全性的影响231.4 本课题研究意义及内容23-25第2章 实验仪器与研究方法25-302.1 电池制作252.1.1 电极制作252.1.2 电池装配252.2 材料测试手段25-262.2.1 X 射线衍射分析25-262.2.2 扫描电子显微镜测试262.3 电化学性能测试26-272.3.1 电性能测试262.3.2 电池测试仪26-272.3.3 电化学阻抗测试272.4 电池安全性测试27-302.4.1 加速量热实验27-282.4.2 短路实验282.4.3 过充实验28-30第3章 锂离子电池性能及热稳定性研究30-453.1 引言303.2 实验30-313.3 锂离子电池基础性能31-323.4 锂离子电池充放电倍率性能323.5 锂离子电池高低温放电性能32-333.6 锂离子电池倍率充放电发热量分析33-373.6.1 锂离子电池比热容测试33-343.6.2 不同倍率充放电热特性34-373.7 锂离子电池热稳定性分析37-443.7.1 加速量热实验37-423.7.2 自放热活化能计算42-443.8 本章小结44-45第4章 电极材料对锂离子电池安全性影响45-614.1 引言454.2 负极材料对锂离子电池安全性影响45-554.2.1 加速量热实验46-494.2.2 高温对负极材料结构影响49-514.2.3 短路实验51-534.2.4 过充实验53-554.3 正极材料对锂离子电池安全性影响55-594.3.1 以磷酸铁锂为正极的锂离子电池热稳定性55-564.3.2 以钴酸锂为正极的锂离子电池热稳定性56-574.3.3 正极材料对锂离子电池热稳定性影响57-594.4 本章小结59-61第5章 循环对锂离子电池安全性影响61-755.1 引言615.2 循环对锂离子电池性能影响61-645.2.1 循环对锂离子电池基础性能影响61-635.2.2 循环对锂离子电池倍率性能影响635.2.3 循环对锂离子电池交流阻抗影响63-645.3 循环对锂离子电池放电热特性影响64-655.4 循环对锂离子电池内部材料影响65-695.5 循环对锂离子电池安全性影响69-735.5.1 加速量热实验69-715.5.2 短路实验71-725.5.3 过充实验72-735.6 本章小结73-75第6章 储存对锂离子电池安全性影响75-896.1 引言756.2 储存对锂离子电池性能的影响75-796.2.1 储存温度对电池性能的影响75-776.2.2 储存电池荷电态对电池性能的影响776.2.3 储存对锂离子电池倍率性能影响77-786.2.4 储存对锂离子电池交流阻抗影响78-796.3 储存对锂离子电池放电热特性影响79-806.4 储存对锂离子电池内部材料影响80-826.5 储存对锂离子电池安全