所謂鋰離子電池是指分別用兩個能可逆地嵌入和脫嵌的鋰離子化合物作為正負極構(gòu)成的二次電池。鋰離子電池于20世紀90年代初由日本SONY公司率先研制成功并實現(xiàn)商品化。鋰離子電池作為一種高比能量、環(huán)保型的電源裝置而受到了全世界的關(guān)注，得到迅速開發(fā)和應用。尤其在通信領(lǐng)域，鋰離子電池已逐步取代了鎘鎳和鎳氫電池而成為重要供電電源。理想的鋰離子電池，除了鋰離子在正負極之間嵌入和脫出外，不發(fā)生其他副反應，不出現(xiàn)鋰離子的不可逆消耗。實際的鋰離子電池，每時每刻都有副反應存在，也有活性物質(zhì)的不可逆消耗。由于大型鋰離子電池充放電電流大、體積大、散熱難，在充放電過程中容易導致電池升溫，使得鋰離子電池的循環(huán)壽命在一定程度上有所降低;加上出于安全方面的考慮使得作為動力電源的大型鋰離子電池的開發(fā)及應用在很大程度上受到了限制(如作為車用動力電源)。本文針對大型鋰離子電池在常溫狀態(tài)下的循環(huán)性能和容量衰減情況進行了研究，這些研究結(jié)果對鋰離子電池在常溫環(huán)境中的使用具有一定的參考價值。

試驗

本試驗研究采用的蓄電池是自制LiCoO2體系80Ah聚合物鋰離子蓄電池。蓄電池在室溫狀態(tài)下進行充放電循環(huán)測試，采用恒流恒壓充電制度(CC-CV)和恒流放電制度，充放電電壓范圍為3.0V～4.15V，首先以80A恒流充電至4.15V，轉(zhuǎn)4.15V恒壓充電至電流小于4A時停止，擱置10min，以80A恒流放電至3.0V，擱置10min，如此循環(huán)充放電500次。循環(huán)數(shù)據(jù)的采集在電池程控測試儀(LX-pCBT-188-5D)上進行，環(huán)境溫度為12.2℃～22.9℃。

結(jié)果與討論

充電

充電特性曲線

蓄電池的充電特性曲線見圖1。

由圖1可以看出，第1次循環(huán)充電容量75.651Ah，恒流充電時間52分11秒，恒壓充電時間14分31秒，總充電時間1小時6分42秒。隨著循環(huán)次數(shù)的新增，充電時間減少。

蓄電池的充電平臺在3.8V～4.15V，該階段充入容量達到總充電容量的80%以上。并且隨著循環(huán)次數(shù)的新增，電壓上升速度加快，充電容量減少。

恒流充電容量占總充電容量的百分比

(1)1-100次循環(huán)

恒流充電容量占總充電容量的91.49%(均值)。恒壓充電容量占充電容量的8.51%(均值)。

(2)200-300次循環(huán)

恒流充電容量占總充電容量的90.98%(均值)。恒壓充電容量占充電容量的9.02%(均值)。

(3)400-500次循環(huán)

恒流充電容量占總充電容量的89.9%(均值)。恒壓充電容量占充電容量的10.1%(均值)。

恒流充電容量占總充電容量的百分率與循環(huán)次數(shù)關(guān)系見圖2。

由以上數(shù)據(jù)和圖2可以看出，隨著循環(huán)次數(shù)的新增，恒流充電容量占總充電容量的百分率平緩下降，則恒壓充電容量占總充電容量的百分率平緩上升。

放電曲線

蓄電池的放電特性曲線見圖3。

由圖3可以看出，蓄電池的放電平臺在4.1V～3.6V，該階段放電容量達到總放電容量的90%以上。隨著循環(huán)次數(shù)的新增，蓄電池放電容量降低，且放電平臺降低。