18650高容量锂离子电池研制
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２ 结 果 与 讨 论 ２．１ 正 极 材 料
本 实 验 制 作 电 池 采 用 一 种 高 能 镍 钴 复 合 材 料 ，通 过增大镍基材质量可以大幅度增大材料克容量。图 ２为该材料（钮扣 半 电 池）０．２Ｃ 时 在 ２．５～４．２ Ｖ 间 充 放 电 曲 线 ，半 电 池 扫 描 速 率 为 ０．１ ｍＶ／ｓ。
１８６５０ 高 容 量 锂 离 子 电 池 研 制 ①
吴小兰
（长兴县质量技术监督检测中心，浙江 长兴 ３１３１００）
摘要：采 用 高 镍 材 料 作 为 电 池 正 极 制 作 了 １８６５０ 型 圆 柱 锂 离 子 电 池 （０．５Ｃ 放 电 标 称 容 量 为 ２ ８００ ｍＡｈ），并对该材料扣式电池与１８６５０锂离子电池性能进行了测试。结果显示：高镍 材 料 扣 式 电 池 首次充放电效率为８８．７％；Ｌｉ氧化覆盖整个氧化峰范围（３．７～５．０Ｖ），同 时 ４．２５Ｖ 时 Ｎｉ ２＋／Ｎｉ ４＋ 电对氧化，５．０Ｖ 处 为 Ｃｏ３＋／Ｃｏ４＋ 的 氧 化，并 且 反 应 开 始 时 优 先 发 生 Ｎｉ的 氧 化，随 着 电 位 增 大，发 生 Ｃｏ的 氧 化。 高 镍 材 料 １８６５０ 锂 离 子 电 池 ０．５ Ｃ、１．０ Ｃ、２．０ Ｃ 放 电 容 量 分 别 是 ０．２ Ｃ 时 的 ９９．８９％、９９．２６％、９７．３８％，能够满足电池对于快充快放的使用要求；电池 ０．５Ｃ 充电 １Ｃ 放电 ２０ 周、１００周、２００ 周、４５０ 周 对 应 容 量 保 持 率 分 别 为 ９８．４０％、９４．７４％、８７．６２％、８２．２２％。 低 倍 率 （０．５Ｃ）时，常规结构 １８６５０电池与本实验结构电池的散热效果相当，随着放电倍率增大，两种结构 散热效果温度差值也增大。 关 键 词 ：１８６５０ 锂 离 子 电 池 ；高 容 量 ；电 化 学 性 能 ；循 环 寿 命 ；倍 率 放 电 ；散 热 结 构 中 图 分 类 号 ：ＴＭ９１２．９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００８－７９２３（２０１４）０３－０１３４－０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｃａｐａｃｉｔｙ １８６５０Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ
ＷＵ Ｘｉａｏ－ｌａｎ
（Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１３１００，Ｃｈｉｎａ）
为 测 试 正 极 材 料 性 能 ，制 作 了 纽 扣 半 电 池 。 将 高 镍复合材料、导电剂、ＰＶＤＦ 按 照 ９０∶５∶５（质 量 比） 的比例进 行 浆 料 配 置，对 电 极 为 Φ１５．６ ｍｍ 纯 锂 片 （上海顺有金属 材 料 有 限 公 司 生 产），组 装 为 ＣＲ２０１６
纽扣半 电 池。 扣 式 电 池 容 量 测 试 采 用 新 威 尔 ＢＴＳ－ ５Ｖ５ＭＡ－Ｓ４ 测 试 系 统，循 环 伏 安 测 试 采 用 上 海 辰 华 ＣＨＩ６６０工 作 站；１８６５０ 电 池 分 容 柜 为 新 威 尔 ＣＴ－ ３００８Ｗ－５Ｖ６Ａ－Ｓ１－Ｆ 电 池 测 试 设 备 。 １．２ 极 片 组 合 结 构
文 章 自 制 了 高 镍 正 极 的 高 容 量 型 锂 离 子 电 池 ，并 与常规结构电池进行了电化学性能的比较。
１ 实 验 １．１ 电 池 制 作
将 ＮＣＭ８１１ 高 镍 材 料 （宁 波 金 和 产 ）、导 电 剂、 ＰＶＤＦ 按照９７∶１．６∶１．４的质量比进行正极浆料配 制，然后涂覆在１５μｍ 厚度的铝箔正极集流体上。
① 收稿日期：２０１４－０２－２８ 作 者 简 介 ：吴 小 兰 （１９８７－ ），女 ，安 徽 人 ，硕 士 ，主 要 从 事 锂 电 池 研 究 。 Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＷＵ Ｘｉａｏ－ｌａｎ（１９８７－），ｆｅｍａｌｅ，ｍａｓｔｅｒ．
１３４
电池工业 第１９卷第３期 Ｃｈｉｎｅｓｅ ＢａｔｔｅｒｙＩｎｄｕｓｔｒｙ ２０１４年６月
国 内 １８６５０ 圆 柱 锂 离 子 电 池 企 业 由 于 设 备 落 后 、 无技术底蕴等问题，产 品 品 质 得 不 到 保 证，市 场 竞 争 力差，产品只能流入 中 低 端 市 场，而 巨 大 的 中 低 端 市 场需求误导了整个市场的方向。如何从诸多的锂电 池企业中存活并脱颖而出则需要企业注重高端产品 的开发，高容量（２ ８００ ｍＡｈ）的 １８６５０ 锂 离 子 电 池 面 临主要问题是电池容量提升的同时有效分散热量。
从图 ２ 可 以 得 出，正 极 材 料 首 次 充 电 比 容 量 为
Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．３
１３５
Ｊｕｎ．２０１４
电池工业 电第 １池９ 卷工第业３ 期 吴 小 兰 ，Ｃ等ｈｉ：ｎ１ｅ８ｓ６ｅ５ ０Ｂａ高ｔｔ容ｅｒ量ｙ锂Ｉｎ离ｄｕ子ｓｔ电ｒｙ池 研 制 Ｃ ｈｉｎ ｅｓｅ Ｂ ａｔｔ ｅｒ２ｙ０１Ｉ４ｎ年ｄｕ６ｓｔｒ月ｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：１８６５０ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｗａｓ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｓ ｃａｔｈｏｄｅ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ’ｓ ｎｏｍｉｎａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗａｓ ２ ８００ ｍＡｈ ａｔ ０．５Ｃ．Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｕｔｔｏｎ ｃｅｌｌ ａｎｄ １８６５０ｔｙｐｅ ｆｕｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｃｏｂａｌｔ／ｎｉｃｋｅｌ／ ｍａｎ－ ｇａｎｅｓｅ ｗａｓ ８８．７％，ａｎｄ Ｌｉ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒｅｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｅａｋ ｆｒｏｍ ３．７ Ｖｔｏ ５．０ Ｖ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉ ２＋ ｔｏ Ｎｉ ４＋ ａｔ ４．２５Ｖ，ｗｈｉｌｅ Ｃｏ３＋ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｔｏ Ｃｏ４＋ ａｔ ５．０Ｖ，Ｎｉ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎ－ ｔｉａｌｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ｔｈｅ Ｃｏ３＋ ｓｕｂｓｅ－ ｑｕｅｎｔｌｙ ｏｘｉｄｉｚｅｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ １８６５０ｔｙｐｅ ｆｕｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ，ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ０．５Ｃ， １．０Ｃ，２．０Ｃｒａｔｅ ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ ｔｏ ０．２Ｃ ｗａｓ ９９．８９％ ，９９．２６％ ，９７．３８％ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆａｓｔ ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．Ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ １８６５０ｔｙｐｅ ｆｕｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ ａｆｔｅｒ （０．５Ｃｃｈａｒｇｅ／１Ｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ）２０ｃｙｃｌｅｓ，１００ｃｙｃｌｅｓ，２００ｃｙｃｌｅｓ，４７５ｃｙｃｌｅｓ，ｗａｓ ９８．４０％，９４．７４％，８７．６２％，８２．２２％ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｔ ｌｏｗ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｍａｒｋｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ １８６５０ｂａｔｔｅｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｂａｔ－ ｔｅｒｙ．Ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｗｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
将高压实天 然 石 墨 （９１８ 型，深 圳 贝 特 瑞 公 司 生 产）、导 电 剂、增 稠 剂、黏 结 剂 按 照 ９５．５∶１∶１．５∶ ２．０的质量比 进 行 负 极 浆 料 配 制，然 后 涂 布 在 ８μｍ 的铜wenku.baidu.com上作为负极。
正极采用油 性 体 系，负 极 采 用 水 性 体 系，以 １．１ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＰＦ６ 以 及 ＥＣ∶ ＤＭＣ∶ ＥＭＣ∶ ＬｉＰＦ６ ∶ ＶＣ∶１，３－ＰＳ∶ＥＳ＝２５∶１２∶４７．２５∶１３．５∶０．７５∶ １∶０．５（质 量 比）混 合 溶 液 为 电 解 液，Ｗ－Ｓｃｏｐｅ公 司 生产的 陶 瓷 １４Ｓ２μｍ 隔 膜 纸 为 隔 膜，设 计 容 量 为 ２ ８５０ｍＡｈ的圆柱１８６５０型电 池。 为 做 性 能 比 较，同 时 自 制 常 规 结 构 的 １８６５０ 型 锂 离 子 电 池 。
１０．负 极 极 片 图 １ 极 板 主 视 图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｖｉｅｗｓ ｏｆ ｐｏｓｉｔｉｖｅ／ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｌａｔｅｓ ｆｏｒ ｔｙｐｅ １８６５０Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ
１．２ 性 能 测 试 制作过程中运用０．０５Ｃ 恒流充电 １２０ ｍｉｎ，电 压
３．４５Ｖ；０．３Ｃ 恒 流 充 电 ３６０ ｍｉｎ，电 压 ３．９５ Ｖ；搁 置 １０ｍｉｎ，０．５Ｃ 恒流放电１５０ｍｉｎ，下限电压 ３．０ Ｖ；搁 置１０ｍｉｎ，０．５Ｃ 恒流恒压充电２２０ｍｉｎ，上限电压４．２ Ｖ，截 止 电 流 ０．０１ Ｃ；搁 置 １０ ｍｉｎ，０．５Ｃ 恒 流 放 电 １５０ ｍｉｎ，下 限 电 压 ３．０ Ｖ；搁 置 １０ ｍｉｎ。 之 后 对 电 池 ０．５Ｃ 恒流恒压充电 ０．５Ｃ 恒 流 放 电 循 环、倍 率、散 热 等性能进行测试。
集 流 体 两 侧 各 留 白 一 段 ，以 保 证 电 芯 在 容 量 提 高 的同时内芯内部不会因为积聚大量热量而出现安全 故障，同时部分留白，不 会 对 电 芯 松 紧 度 以 及 容 量 提 升 造 成 较 大 影 响 ［４－５］，如 图 １ 所 示 。
１．正 极 头 部 空 箔 ２．正 极 极 耳 ３．极 敷 料 位 ４．正 极 尾 部 空 箔 ５．正 极 极 片 ６．负 极 极 耳 ７．负 极 尾 部 空 箔 ８．负 极 敷 料 位 ９．负 极 头 部 空 箔
ｂａｔｔｅｒｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：１８６５０ Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ；ｈｉｇｈ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｃｙｃｌｅ ｌｉｆｅ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ；ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
锂 离 子 电 池 具 有 电 压 高 、体 积 小 、质 量 轻 、比 能 量 密 度 高 、没 有 记 忆 效 应 、使 用 寿 命 长 等 诸 多 优 点 ，当 前 市 场 上 的 锂 离 子 电 池 主 要 分 为 方 形 、板 型 、圆 柱 形 等 ， 和板型、方型 电 池 比，１８６５０ 圆 柱 锂 离 子 电 池 具 有 以 下优点：① 能量密 度 更 高，能 量 密 度 大 约 高 ３０％；② 单 元 的 排 列 方 式 对 于 安 全 性 影 响 也 颇 大 ，一 旦 电 池 单 元出现热失控，因为 容 量 小，不 容 易 影 响 到 周 围 的 电 池单元；③ 成 本 低 。 ［１－３］ 因 而 广 泛 应 用 于 笔 记 本 电 脑 、手 电 筒 、数 码 相 机 、便 携 式 音 箱 等 行 业 上 。
２．２ 倍 率 性 能 图４ 为 所 制 作 １８６５０ 高 容 量 型 锂 离 子 电 池 在 不
同 放 电 倍 率 时 的 放 电 曲 线 ，表 １ 为 该 电 池 在 不 同 倍 率 下放电容量数据。由图表 可 见，该 容 量 型 电 池 １．０Ｃ 放电与２．０Ｃ 放电倍 率 分 别 是 ０．２Ｃ 时 的 ９９．２６％、 ９７．３８％ ，能 够 满 足 电 池 对 于 快 充 快 放 的 使 用 要 求 。
本 实 验 制 作 电 池 采 用 一 种 高 能 镍 钴 复 合 材 料 ，通 过增大镍基材质量可以大幅度增大材料克容量。图 ２为该材料（钮扣 半 电 池）０．２Ｃ 时 在 ２．５～４．２ Ｖ 间 充 放 电 曲 线 ，半 电 池 扫 描 速 率 为 ０．１ ｍＶ／ｓ。
１８６５０ 高 容 量 锂 离 子 电 池 研 制 ①
吴小兰
（长兴县质量技术监督检测中心，浙江 长兴 ３１３１００）
摘要：采 用 高 镍 材 料 作 为 电 池 正 极 制 作 了 １８６５０ 型 圆 柱 锂 离 子 电 池 （０．５Ｃ 放 电 标 称 容 量 为 ２ ８００ ｍＡｈ），并对该材料扣式电池与１８６５０锂离子电池性能进行了测试。结果显示：高镍 材 料 扣 式 电 池 首次充放电效率为８８．７％；Ｌｉ氧化覆盖整个氧化峰范围（３．７～５．０Ｖ），同 时 ４．２５Ｖ 时 Ｎｉ ２＋／Ｎｉ ４＋ 电对氧化，５．０Ｖ 处 为 Ｃｏ３＋／Ｃｏ４＋ 的 氧 化，并 且 反 应 开 始 时 优 先 发 生 Ｎｉ的 氧 化，随 着 电 位 增 大，发 生 Ｃｏ的 氧 化。 高 镍 材 料 １８６５０ 锂 离 子 电 池 ０．５ Ｃ、１．０ Ｃ、２．０ Ｃ 放 电 容 量 分 别 是 ０．２ Ｃ 时 的 ９９．８９％、９９．２６％、９７．３８％，能够满足电池对于快充快放的使用要求；电池 ０．５Ｃ 充电 １Ｃ 放电 ２０ 周、１００周、２００ 周、４５０ 周 对 应 容 量 保 持 率 分 别 为 ９８．４０％、９４．７４％、８７．６２％、８２．２２％。 低 倍 率 （０．５Ｃ）时，常规结构 １８６５０电池与本实验结构电池的散热效果相当，随着放电倍率增大，两种结构 散热效果温度差值也增大。 关 键 词 ：１８６５０ 锂 离 子 电 池 ；高 容 量 ；电 化 学 性 能 ；循 环 寿 命 ；倍 率 放 电 ；散 热 结 构 中 图 分 类 号 ：ＴＭ９１２．９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００８－７９２３（２０１４）０３－０１３４－０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｃａｐａｃｉｔｙ １８６５０Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ
ＷＵ Ｘｉａｏ－ｌａｎ
（Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１３１００，Ｃｈｉｎａ）
为 测 试 正 极 材 料 性 能 ，制 作 了 纽 扣 半 电 池 。 将 高 镍复合材料、导电剂、ＰＶＤＦ 按 照 ９０∶５∶５（质 量 比） 的比例进 行 浆 料 配 置，对 电 极 为 Φ１５．６ ｍｍ 纯 锂 片 （上海顺有金属 材 料 有 限 公 司 生 产），组 装 为 ＣＲ２０１６
纽扣半 电 池。 扣 式 电 池 容 量 测 试 采 用 新 威 尔 ＢＴＳ－ ５Ｖ５ＭＡ－Ｓ４ 测 试 系 统，循 环 伏 安 测 试 采 用 上 海 辰 华 ＣＨＩ６６０工 作 站；１８６５０ 电 池 分 容 柜 为 新 威 尔 ＣＴ－ ３００８Ｗ－５Ｖ６Ａ－Ｓ１－Ｆ 电 池 测 试 设 备 。 １．２ 极 片 组 合 结 构
文 章 自 制 了 高 镍 正 极 的 高 容 量 型 锂 离 子 电 池 ，并 与常规结构电池进行了电化学性能的比较。
１ 实 验 １．１ 电 池 制 作
将 ＮＣＭ８１１ 高 镍 材 料 （宁 波 金 和 产 ）、导 电 剂、 ＰＶＤＦ 按照９７∶１．６∶１．４的质量比进行正极浆料配 制，然后涂覆在１５μｍ 厚度的铝箔正极集流体上。
① 收稿日期：２０１４－０２－２８ 作 者 简 介 ：吴 小 兰 （１９８７－ ），女 ，安 徽 人 ，硕 士 ，主 要 从 事 锂 电 池 研 究 。 Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＷＵ Ｘｉａｏ－ｌａｎ（１９８７－），ｆｅｍａｌｅ，ｍａｓｔｅｒ．
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电池工业 第１９卷第３期 Ｃｈｉｎｅｓｅ ＢａｔｔｅｒｙＩｎｄｕｓｔｒｙ ２０１４年６月
国 内 １８６５０ 圆 柱 锂 离 子 电 池 企 业 由 于 设 备 落 后 、 无技术底蕴等问题，产 品 品 质 得 不 到 保 证，市 场 竞 争 力差，产品只能流入 中 低 端 市 场，而 巨 大 的 中 低 端 市 场需求误导了整个市场的方向。如何从诸多的锂电 池企业中存活并脱颖而出则需要企业注重高端产品 的开发，高容量（２ ８００ ｍＡｈ）的 １８６５０ 锂 离 子 电 池 面 临主要问题是电池容量提升的同时有效分散热量。
从图 ２ 可 以 得 出，正 极 材 料 首 次 充 电 比 容 量 为
Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．３
１３５
Ｊｕｎ．２０１４
电池工业 电第 １池９ 卷工第业３ 期 吴 小 兰 ，Ｃ等ｈｉ：ｎ１ｅ８ｓ６ｅ５ ０Ｂａ高ｔｔ容ｅｒ量ｙ锂Ｉｎ离ｄｕ子ｓｔ电ｒｙ池 研 制 Ｃ ｈｉｎ ｅｓｅ Ｂ ａｔｔ ｅｒ２ｙ０１Ｉ４ｎ年ｄｕ６ｓｔｒ月ｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：１８６５０ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｗａｓ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｓ ｃａｔｈｏｄｅ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ’ｓ ｎｏｍｉｎａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗａｓ ２ ８００ ｍＡｈ ａｔ ０．５Ｃ．Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｕｔｔｏｎ ｃｅｌｌ ａｎｄ １８６５０ｔｙｐｅ ｆｕｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｃｏｂａｌｔ／ｎｉｃｋｅｌ／ ｍａｎ－ ｇａｎｅｓｅ ｗａｓ ８８．７％，ａｎｄ Ｌｉ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒｅｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｅａｋ ｆｒｏｍ ３．７ Ｖｔｏ ５．０ Ｖ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉ ２＋ ｔｏ Ｎｉ ４＋ ａｔ ４．２５Ｖ，ｗｈｉｌｅ Ｃｏ３＋ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｔｏ Ｃｏ４＋ ａｔ ５．０Ｖ，Ｎｉ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎ－ ｔｉａｌｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ｔｈｅ Ｃｏ３＋ ｓｕｂｓｅ－ ｑｕｅｎｔｌｙ ｏｘｉｄｉｚｅｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ １８６５０ｔｙｐｅ ｆｕｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ，ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ０．５Ｃ， １．０Ｃ，２．０Ｃｒａｔｅ ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ ｔｏ ０．２Ｃ ｗａｓ ９９．８９％ ，９９．２６％ ，９７．３８％ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆａｓｔ ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．Ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ １８６５０ｔｙｐｅ ｆｕｌｌ ｂａｔｔｅｒｙ ａｆｔｅｒ （０．５Ｃｃｈａｒｇｅ／１Ｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ）２０ｃｙｃｌｅｓ，１００ｃｙｃｌｅｓ，２００ｃｙｃｌｅｓ，４７５ｃｙｃｌｅｓ，ｗａｓ ９８．４０％，９４．７４％，８７．６２％，８２．２２％ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｔ ｌｏｗ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｍａｒｋｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ １８６５０ｂａｔｔｅｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｎｉｃｋｅｌ－ｒｉｃｈ ｂａｔ－ ｔｅｒｙ．Ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｗｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
将高压实天 然 石 墨 （９１８ 型，深 圳 贝 特 瑞 公 司 生 产）、导 电 剂、增 稠 剂、黏 结 剂 按 照 ９５．５∶１∶１．５∶ ２．０的质量比 进 行 负 极 浆 料 配 制，然 后 涂 布 在 ８μｍ 的铜wenku.baidu.com上作为负极。
正极采用油 性 体 系，负 极 采 用 水 性 体 系，以 １．１ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＰＦ６ 以 及 ＥＣ∶ ＤＭＣ∶ ＥＭＣ∶ ＬｉＰＦ６ ∶ ＶＣ∶１，３－ＰＳ∶ＥＳ＝２５∶１２∶４７．２５∶１３．５∶０．７５∶ １∶０．５（质 量 比）混 合 溶 液 为 电 解 液，Ｗ－Ｓｃｏｐｅ公 司 生产的 陶 瓷 １４Ｓ２μｍ 隔 膜 纸 为 隔 膜，设 计 容 量 为 ２ ８５０ｍＡｈ的圆柱１８６５０型电 池。 为 做 性 能 比 较，同 时 自 制 常 规 结 构 的 １８６５０ 型 锂 离 子 电 池 。
１０．负 极 极 片 图 １ 极 板 主 视 图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｖｉｅｗｓ ｏｆ ｐｏｓｉｔｉｖｅ／ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｌａｔｅｓ ｆｏｒ ｔｙｐｅ １８６５０Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ
１．２ 性 能 测 试 制作过程中运用０．０５Ｃ 恒流充电 １２０ ｍｉｎ，电 压
３．４５Ｖ；０．３Ｃ 恒 流 充 电 ３６０ ｍｉｎ，电 压 ３．９５ Ｖ；搁 置 １０ｍｉｎ，０．５Ｃ 恒流放电１５０ｍｉｎ，下限电压 ３．０ Ｖ；搁 置１０ｍｉｎ，０．５Ｃ 恒流恒压充电２２０ｍｉｎ，上限电压４．２ Ｖ，截 止 电 流 ０．０１ Ｃ；搁 置 １０ ｍｉｎ，０．５Ｃ 恒 流 放 电 １５０ ｍｉｎ，下 限 电 压 ３．０ Ｖ；搁 置 １０ ｍｉｎ。 之 后 对 电 池 ０．５Ｃ 恒流恒压充电 ０．５Ｃ 恒 流 放 电 循 环、倍 率、散 热 等性能进行测试。
集 流 体 两 侧 各 留 白 一 段 ，以 保 证 电 芯 在 容 量 提 高 的同时内芯内部不会因为积聚大量热量而出现安全 故障，同时部分留白，不 会 对 电 芯 松 紧 度 以 及 容 量 提 升 造 成 较 大 影 响 ［４－５］，如 图 １ 所 示 。
１．正 极 头 部 空 箔 ２．正 极 极 耳 ３．极 敷 料 位 ４．正 极 尾 部 空 箔 ５．正 极 极 片 ６．负 极 极 耳 ７．负 极 尾 部 空 箔 ８．负 极 敷 料 位 ９．负 极 头 部 空 箔
ｂａｔｔｅｒｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：１８６５０ Ｌｉ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ；ｈｉｇｈ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｃｙｃｌｅ ｌｉｆｅ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ；ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
锂 离 子 电 池 具 有 电 压 高 、体 积 小 、质 量 轻 、比 能 量 密 度 高 、没 有 记 忆 效 应 、使 用 寿 命 长 等 诸 多 优 点 ，当 前 市 场 上 的 锂 离 子 电 池 主 要 分 为 方 形 、板 型 、圆 柱 形 等 ， 和板型、方型 电 池 比，１８６５０ 圆 柱 锂 离 子 电 池 具 有 以 下优点：① 能量密 度 更 高，能 量 密 度 大 约 高 ３０％；② 单 元 的 排 列 方 式 对 于 安 全 性 影 响 也 颇 大 ，一 旦 电 池 单 元出现热失控，因为 容 量 小，不 容 易 影 响 到 周 围 的 电 池单元；③ 成 本 低 。 ［１－３］ 因 而 广 泛 应 用 于 笔 记 本 电 脑 、手 电 筒 、数 码 相 机 、便 携 式 音 箱 等 行 业 上 。
２．２ 倍 率 性 能 图４ 为 所 制 作 １８６５０ 高 容 量 型 锂 离 子 电 池 在 不
同 放 电 倍 率 时 的 放 电 曲 线 ，表 １ 为 该 电 池 在 不 同 倍 率 下放电容量数据。由图表 可 见，该 容 量 型 电 池 １．０Ｃ 放电与２．０Ｃ 放电倍 率 分 别 是 ０．２Ｃ 时 的 ９９．２６％、 ９７．３８％ ，能 够 满 足 电 池 对 于 快 充 快 放 的 使 用 要 求 。