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锂离子动力电池以其能量密度高、功率密度大、寿命长、绿色无污染等明显优势,成为研究的焦点,并逐渐取代传统铅酸、镍氢、镍镉等电池走向动力电池市场。与应用在其他领域相比,高功率、大容量的动力电源对锂离子电池各方面的性能要求更高。目前锂离子动力电池在性能、成本等方面存在一定缺陷。例如,锂离子电池低温性能的缺陷在很大程度上限制了其在动力电池领域的广泛应用。在0℃以下锂离子电池的输出性能受影响,在-20℃以下的低温时电池的性能均有明显的恶化,在-40℃电池只能放出额定容量的30%。电池材料的性能直接决定着电池成品的优劣,因此从材料方面测试分析其对低温性能的影响,对改善锂离子动力电池低温性能至关重要。本文主要研究了锂离子动力电池的关键材料:隔膜,电解液,正极活性物质三个方面对低温性能的影响。所有实验均在动力电池生产线上完成,旨在于所得研究结果对生产工艺有一定的参考价值和指导意义。采用水性粘结剂来制备电池的正负极片,在极片烘烤时所蒸发出的为水蒸气,对环境没有任何污染。与传统使用的NMP有机试剂对比,更加环保,成本也更低。隔膜热分析对比了隔膜1号和2号的抗热收缩能力,SEM分析了不同温度下隔膜孔结构的变化,得出隔膜的“闭合温度”;1号隔膜比2号隔膜拥有更好的热性能和机械强度,而2号隔膜的循环性能和低温性能要比1号隔膜稍微好一些。这些都是由于两种隔膜的制备方法不同,所形成的孔形貌差异所导致。总体来说,隔膜材料对电池低温性能影响不大。研究了不同电导率电解液对低温性能的影响,发现低粘度溶剂能提高电解液电导率,其中3号电解液在三种所测电解液中含EC的量最低,相应电导率最高,低温性能发挥最好,其0℃低温下发挥的容量占常温容量的比例高达93%。另外,发现电池低温性能的影响主要是低温下充电过程的影响。探讨了电解液添加剂的种类和含量对电池低温性能的影响,加入添加剂的电解液无论常温还是低温下容量发挥都比未加添加剂的电解液好,能有效提高电池的容量和低温性能。添加剂的含量对电解液的性能具有一定的影响,含量过高会恶化电池电化学性能。对比了锰酸锂LiMn2O4和磷酸铁锂LiFePO4两种常用的动力电池正极材料。发现两种材料循环性能差异不大,但锰酸锂低温性能要明显好于磷酸铁锂,低温下两者发挥的容量占常温容量的比例为86%和69%。研究了正极极片面密度对低温性能的影响,发现降低极片面密度也能提高电池低温性能。