鋰離子動力電池軟碳材料的性能測試研究

隨著動力電池能量密度的不斷提升，對于整體性能的要求也不斷提高，尤其是在不犧牲循環(huán)性能的情況下，需要提升其大倍率充放電性能，這就對負極的材料體系提出了一定的技術(shù)要求?，F(xiàn)有負極體系主要有人造石墨、天然石墨、改性石墨以及軟硬碳材料等等，各自都有其應(yīng)用的場景和范圍，這次就簡單討論一下軟碳材料的一些基本測試性能吧。

從上述曲線和表格中可以看出，MCMB無論是在克容量發(fā)揮，還是首次充放電效率上都具有明顯的優(yōu)勢，而且在充放電時具有明顯的平臺，而軟碳材料似乎在克容量以及首次效率上并不占有明顯優(yōu)勢，而且充放電布不具有明顯的平臺，似乎并沒有特別的優(yōu)勢，還要結(jié)合其他性能綜合分析一下。

將兩種材料按照相同的工藝配方組裝成大電池進行充放電倍率測試，可以看出，在放電倍率時，軟碳似乎也不占優(yōu)勢，但是在充電倍率（10C以上時），其優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了，而MCMB的大倍率充電性能則急劇下降。

比較一下二者的形貌，可以看出，MCMB呈球形，顆粒分布也比較均勻，而軟碳則呈片狀，顆粒大小不一。俗話說的好，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，軟碳本身屬于無定型碳材料，其層間距是比較大的，因而其大倍率充電性能比較好，但是由于其無定型結(jié)構(gòu)的存在，大量的電解液在成膜時被消耗，所以首次效率和可逆容量也比較低，再來比較一下低溫性能吧。

在-20℃下用同樣的電流充電，可以看出，MCMB電池的恒流容量不足15%，而軟碳材料則可達到80%，對于低溫而言，正常情況下，電解液的黏度變大，電導(dǎo)率降低，極化內(nèi)阻增大，綜合導(dǎo)致低溫充電能力的降低，若是強行充電，則是會析鋰，造成安全事故。而隨著軟碳材料的引入，將在一定程度上降低了這種風險，使得電動車在低溫充電變?yōu)榱丝赡堋?/p>

小結(jié)：通過兩種材料的對比，表明軟碳材料在大倍率充電以及低溫充電上是具有一定的優(yōu)勢，但在容量以及首次效率上還是有著不足之處。在實際使用過程中，建議兩種材料按照一定比例混合使用，可以達到一定的性能指標，或者將軟碳材料在包覆在石墨材料的表面，也能達到一定的效果，但更多的還需要在電解液以及正極匹配方面做更多的工作，使得動力電池達到一個更好的性能水平。