在環(huán)保和節(jié)約能源的要求下，近年來(lái)電動(dòng)汽車得到了迅速發(fā)展。盡管電動(dòng)汽車與燃油汽車相比具有無(wú)污染、能源轉(zhuǎn)化率高、可以利用多種能源等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前汽車發(fā)展的方向，然而，由于目前的電動(dòng)汽車存在著加速性能差、一次充電的行駛距離短、充電時(shí)間長(zhǎng)，價(jià)格較貴等缺點(diǎn)，從而限制了電動(dòng)汽車與燃油汽車的競(jìng)爭(zhēng)和自身的發(fā)展。這些問(wèn)題存在的根源就在于作為電動(dòng)汽車動(dòng)力源的動(dòng)力蓄電池的比能量低、比功率小、循環(huán)壽命短以及價(jià)格昂貴等。因此，要發(fā)展電動(dòng)汽車，首先要解決的問(wèn)題就是開(kāi)發(fā)出高性能的動(dòng)力蓄電池。鋰離子電池是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)產(chǎn)品，代表了當(dāng)代電源技術(shù)的先進(jìn)水平。它在工作電壓、質(zhì)量比能量、循環(huán)壽命、自放電率、大電流充放電以及對(duì)環(huán)境友好等方面都具有其它動(dòng)力蓄電池?zé)o以倫比的優(yōu)越性，是國(guó)際公認(rèn)的當(dāng)代先進(jìn)的蓄電池系列。但是，對(duì)于它作為電動(dòng)車輛動(dòng)力電池基本性能的研究，至今卻很少見(jiàn)到報(bào)道。

本文圍繞電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池的基本性能要基金項(xiàng)目：廣東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目（963038）：周震濤（1945―），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事功能材料制備。結(jié)構(gòu)和性能研究。

求，考察了自行設(shè)計(jì)組裝的5A.1！、25A.1！、50A1的鋰離子動(dòng)力蓄電池的充放電性能、荷電保持能力，以及充放電前后電池電極微觀形貌的變化等。

隨著鋰離子動(dòng)力蓄電池容量的增加，其質(zhì)量比能量和能量密度也不斷增大。

這是由于隨著電池容量的增加，電池中單位質(zhì)量所含活性物質(zhì)的相對(duì)比例也不斷增加的緣故。50A°h的動(dòng)力蓄電池的質(zhì)量比能量與能量密度最高，分別1W-h/L，已經(jīng)超過(guò)USABC規(guī)定的電動(dòng)車用動(dòng)力蓄電池質(zhì)量比能量80~100W°h/kg和能量密度135W°h/L的中期開(kāi)發(fā)目標(biāo)，但距離USABC所要求的質(zhì)量比能量200W°h/kg和能量密度300W°h/L的遠(yuǎn)期開(kāi)發(fā)目標(biāo)還有一段距離。

不同容量的鋰離子動(dòng)力蓄電池的比能量和能量密度n容量質(zhì)量比能量能量密度2.2鋰離子動(dòng)力蓄電池在不同工作電流下的放電性能電動(dòng)汽車在爬坡、啟動(dòng)、加速時(shí)都要求動(dòng)力電池能夠提供大的比功率，即足夠大的電流放電以提供足夠的動(dòng)力。為了考察我們組裝的鋰離子動(dòng)力蓄電池在不同工作電流下的放電性能，我們對(duì)不同容量的電池進(jìn)行了電。由表2可見(jiàn)，隨著電池放電電流的增大，不同容量的動(dòng)力蓄電池的放電容量都明顯下降，而且放電電流越大，電池放電容量下降的比率也越小。這是由于鋰離子在電池內(nèi)的擴(kuò)散速度較慢，隨著放電電流的增大，電池內(nèi)的濃差極199（SEM>觀fAcadc腿丨Electrnic觸趾化⑩，由電也的固有內(nèi)阻所引起的電壓降也增大從而使電池的放電容量相應(yīng)下降。同時(shí)，由表2還可以發(fā)現(xiàn)，鋰離子動(dòng)力蓄電池的大電流放電性能較好，如5A°h電池即使在1C倍率放電，放電容量也能保持在其0.1C倍率放電容量的79.35%.表2不同容量的動(dòng)力蓄電池在不同放電電流下的放電性能倍率放電容量/比率/%放電容量/Ah比率/%放電容量/比率/%為了進(jìn)一步說(shuō)明本文的鋰離子動(dòng)力蓄電池在不同的放電電流下都能夠正常工作，我們以5A-h的動(dòng)力蓄電池為例，在不同的放電電流下對(duì)它進(jìn)行了放電。由可見(jiàn)，5A°h電池即使在1C倍率較大電流的情況下放電，其放電行為也無(wú)異常現(xiàn)象。由此說(shuō)明，我們的鋰離子動(dòng)力蓄電池能夠在較大電流下正常工作。

A°h的鋰離子動(dòng)力蓄電池在不同放電電流下的放電行為2.3鋰離子動(dòng)力畜電池的荷電保持能力為了了解鋰離子動(dòng)力蓄電池的荷電保持能力，我們將不同容量的電池充電后放置一段時(shí)間再測(cè)其放電容量，表3為其。

（a）、（b）分別是電池負(fù)極材料MCMB在十次充放電循環(huán)反應(yīng)前、后放大2000倍的SEM照片。由圖可以看出，未經(jīng)充放電循環(huán)反應(yīng)的MCMB（a）充放電循環(huán)反應(yīng)前（b）充放電循環(huán)反應(yīng)后負(fù)極的SEM照片電極物質(zhì)的微粒均勻、細(xì)小，而十次循環(huán)反應(yīng)后電極物質(zhì)的微粒變得粗大，并且分布不均勻。這表明充放電反應(yīng)前后負(fù)極材料MCMB的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。眾所周知，充電過(guò)程中鋰離子從MCMB的表面進(jìn)入MCMB的層狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，會(huì)破壞MCMB原有的規(guī)整結(jié)構(gòu)。這種被破壞的結(jié)構(gòu)即使鋰離子完全脫嵌后也不能完全恢復(fù)。同時(shí)在首次充電過(guò)程中，由于溶劑分子與鋰離子的共嵌入也會(huì)造成部分MCMB層狀結(jié)構(gòu)的變化，改變MCMB表面形貌的規(guī)整度。因此，充放電循環(huán)反應(yīng)會(huì)使負(fù)極物質(zhì)表面的微觀形貌趨于雜亂化。

4結(jié)論研究不同容量的鋰離子動(dòng)力蓄電池的質(zhì)量比能量和能量密度表明，以0.2C倍率、100%DOD放電時(shí)，50A°h電池的質(zhì)量比能量和能量密度可分另I達(dá)到°h/L，超過(guò)了USABC規(guī)定的動(dòng)力蓄電池的中期開(kāi)發(fā)目標(biāo)。因此，鋰離子動(dòng)力蓄電池是一種可望用作未來(lái)電動(dòng)汽車動(dòng)力源的新型電池。

（2）研究本文自行設(shè)計(jì)組裝的5A°h、25A°h和50A°h的方形層疊式鋰離子動(dòng)力蓄電池的大電流放電性能表明，它們的大電流放電性能較好。5A°h電池1C倍率電流放電的容量仍能保持在0.1C倍率放電容量的79%，大電流放電時(shí)電池的放電行為無(wú)異常現(xiàn)象。