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作为一种新型的绿色二次电池,锂离子电池的特点主要体现在:比能量高、比功率高、应用温度范围宽、循环寿命长,广泛应用在智能手机、笔记本电脑等移动通信设备。但随着科技的发展,移动终端设备和小型数码产品的更新换代,通信移动设备朝着轻、薄、小型化的方向发展。客户对产品性能提出了更高的要求,比如容量高、待机时间长等,因此反映在对电池的容量和能量密度提出了更高的要求。本文应对客户提出容量高,增加手机电池待机时间,同时不影响其他安全性能要求前提下以小型便携式锂离子电池为研究对象,对高能量密度电池的电化学性能和安全性进行研究。利用电极活性物质LiCoO2制浆、涂覆、组装、化成等工艺制作电池,通过充放电设备对其放电性能进行研究,采用不同电流条件下放电对其倍率性能进行研究,同时采用高温箱对其高温储能能力研究,采用热箱试验以及重物冲击试验验证其安全性能。研究表明,提高电极压实密度可以提高电极单位面积(cm2)上活性物质的量0.0011g,0.2C充放电倍率下电池的能量密度由579Wh/L提升到601Wh/L,与对照电池相比能量密度提升3.8%;500次循环后容量保持率为89.7%;电池热箱和重物冲击试验表明其安全性良好;批量性生产过程中其工艺性和电化学性能良好,满足Z客户需求(电池容量提高3.3%,容量达到2460m Ah,安全性能满足用户和国标要求,循环500次后容量保持率为初始容量的80%以上)。高压实密度电池每月出货量30万只,带来的直接经济效益为288万元/月。将三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与钴酸锂以一定比例(1:4)进行复合制备电极,利用电极活性物质制浆、涂覆、组装、化成等工艺制作电池。复合三元材料电极体系电池在0.2C(740m A)放电时,放电容量为3775m Ah(657Wh/L),与未添加三元材料单一钴酸锂体系电池相比(放电容量为3289m Ah(572Wh/L)),电池能量密度提升了14.9%;与单一钴酸锂体系电池相比,三元材料复合电极体系电池具有良好的低温放电性能,低温-10℃下其容量保持率为84.5%,能量密度提升了23%;但是电池的循环稳定性(容量保持率)不如单一材料体系,尤其是高温循环性能;重物冲击试验、过充电和高温短路试验表明,虽然添加三元材料复合电极电池升温速率较快,但是仍具有一定的安全性,没有发生起火爆炸;批量性生产验证结果显示出较好的工艺性和电化学性能一致性,可满足X客户每月45万只供货需求。三元复合体系电池可节约成本79.5万元/月。