鋰離子動(dòng)力電池軟碳材料的性能測(cè)試研究

隨著動(dòng)力電池能量密度的不斷提升，對(duì)于整體性能的要求也不斷提高，尤其是在不犧牲循環(huán)性能的情況下，需要提升其大倍率充放電性能，這就對(duì)負(fù)極的材料體系提出了一定的技術(shù)要求?，F(xiàn)有負(fù)極體系主要有人造石墨、天然石墨、改性石墨以及軟硬碳材料等等，各自都有其應(yīng)用的場(chǎng)景和范圍，這次就簡(jiǎn)單討論一下軟碳材料的一些基本測(cè)試性能吧。

從上述曲線和表格中可以看出，MCMB無論是在克容量發(fā)揮，還是首次充放電效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且在充放電時(shí)具有明顯的平臺(tái)，而軟碳材料似乎在克容量以及首次效率上并不占有明顯優(yōu)勢(shì)，而且充放電布不具有明顯的平臺(tái)，似乎并沒有特別的優(yōu)勢(shì)，還要結(jié)合其他性能綜合分析一下。

將兩種材料按照相同的工藝配方組裝成大電池進(jìn)行充放電倍率測(cè)試，可以看出，在放電倍率時(shí)，軟碳似乎也不占優(yōu)勢(shì)，但是在充電倍率（10C以上時(shí)），其優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了，而MCMB的大倍率充電性能則急劇下降。

比較一下二者的形貌，可以看出，MCMB呈球形，顆粒分布也比較均勻，而軟碳則呈片狀，顆粒大小不一。俗話說的好，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，軟碳本身屬于無定型碳材料，其層間距是比較大的，因而其大倍率充電性能比較好，但是由于其無定型結(jié)構(gòu)的存在，大量的電解液在成膜時(shí)被消耗，所以首次效率和可逆容量也比較低，再來比較一下低溫性能吧。

在-20℃下用同樣的電流充電，可以看出，MCMB電池的恒流容量不足15%，而軟碳材料則可達(dá)到80%，對(duì)于低溫而言，正常情況下，電解液的黏度變大，電導(dǎo)率降低，極化內(nèi)阻增大，綜合導(dǎo)致低溫充電能力的降低，若是強(qiáng)行充電，則是會(huì)析鋰，造成安全事故。而隨著軟碳材料的引入，將在一定程度上降低了這種風(fēng)險(xiǎn)，使得電動(dòng)車在低溫充電變?yōu)榱丝赡堋?/p>

小結(jié)：通過兩種材料的對(duì)比，表明軟碳材料在大倍率充電以及低溫充電上是具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在容量以及首次效率上還是有著不足之處。在實(shí)際使用過程中，建議兩種材料按照一定比例混合使用，可以達(dá)到一定的性能指標(biāo)，或者將軟碳材料在包覆在石墨材料的表面，也能達(dá)到一定的效果，但更多的還需要在電解液以及正極匹配方面做更多的工作，使得動(dòng)力電池達(dá)到一個(gè)更好的性能水平。