不同水性粘结剂在LiFePO_4电极中的应用

摘要

采用常见商业水性粘结剂CMC(羧甲基纤维素钠)、SBR(丁苯橡胶)、LA133、Alg(海藻酸钠)和自主研发的磷酸铁锂材料制备了电极,并采用扫描电镜(SEM)、恒流充放电、X射线衍射(XRD)等测试方法考察了不同水性粘结剂制备的磷酸铁锂电极的微观形貌、电化学性能及循环前后电极材料的结构变化。实验结果表明,粘结剂溶液的粘度、粘结剂的柔韧性及粘结剂在锂离子电池中的电化学稳定性等均对所制备电极的电化学性能影响较大。相比而言,在2.0~4.2 V的电压范围内,由CMC/SBR(4∶6)复合粘结剂制备的磷酸铁锂电极具有最优的电化学性能。在34 m A·g^(-1)(0.2C)的电流密度下,该电极的首周放电比容量为~163.8 m Ah·g^(-1),首次库伦效率为96.8%;在85 m A·g^(-1)(0.5C)的电流密度下该电极的放电比容量约为156 m Ah·g^(-1)且恒流充放150周后电极的容量保持率为97%;当电流密度高达850 m A·g^(-1)(5.0C)时,电极仍可发挥出~115 m Ah·g^(-1)的放电比容量,表现出较好的应用前景。