编号：FTJS106732
篇名：硬碳动力学特性对钠离子电池低温性能的影响及机制
作者：徐雄文 莫英 周望 姚环东 洪娟 雷化 涂健 刘继磊
关键词： 钠离子电池 硬碳 低温性能 动力学 N/P比
机构： 湖南大学材料科学与工程学院 湖南立方新能源科技有限责任公司
摘要： 以磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)为正极,硬碳(HC)为负极,制作了软包钠离子电池,研究了不同动力学性能的硬碳对钠离子电池循环性能和低温性能的影响。借助电化学交流阻抗谱(EIS)、弛豫时间分析技术(DRT)以及恒电流间歇滴定技术(GITT)等分析手段对比研究了不同硬碳的电荷转移阻抗、SEI阻抗以及扩散系数大小,得到了动力学性能趋势:HC-A>HC-C>HC-B。结果表明,硬碳的动力学性能直接影响到钠离子电池的循环性能和低温放电性能。动力学性能最优的生物质硬碳HC-A不仅可以支持室温下5C快速充电并且循环容量几乎无衰减,还表现出良好的低温性能,可以在0℃下0.5C充电和-10℃下0.2C充电并稳定循环,在-30℃下0.5C放电容量百分比达87.5%。动力学性能最差的树脂基硬碳HC-B无法支持15℃下0.5 C循环,且-30℃下0.5C放电容量百分比仅有83.7%。针对HC-B低温性能差的问题,提高电池设计的N/P比可以显著改善钠离子电池的低温性能,使得电池在-10℃下可以支持0.1C充电并稳定循环100圈,容量保持率几乎无变化。本工作对钠离子电池的设计优化和低温性能改进具有重要的参考价值。
