高比能量型軟包裝Li/MnO2電池的研制

李夢杰，皮正杰，李磊，李節賓，李軍升

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高比能量型軟包裝Li/MnO2電池的研制

李夢杰，皮正杰，李磊，李節賓，李軍升

（陜西應用物理化學研究所，陜西 西安，710061）

采用400℃熱處理12h后的電解二氧化錳作為正極活性物質，以Al-Li（Al=0.1％）合金為負極，研制出一種具有高比能量的Li/MnO2電池，并在不同功率密度下對其進行放電測試。結果表明，選取合適面密度的正極后，在功率密度300W/kg條件下放電，能量密度依然優越。

鋰錳電池；高比能量；軟包裝

軟包裝鋰錳電池技術最初由美軍CECOM（Com- munications-Electronics Command）資助開發，主要目的是提升電池系統的安全性、能量密度、功率密度等，減輕武器系統的負重和體積[1]。近年來，許多動力用產品，尤其是水中兵器（滅雷具、魚雷等）迫切需要鋰電池能夠長時間高功率放電。本文采用軟包裝封裝，制備出3種Li/MnO2電池，選擇恒功率放電模式，考察其功率密度及能量密度，為其應用提供依據。

1 實驗

1.1 正極活性材料制備

以400℃熱處理12h后的電解二氧化錳作為正極活性物質，然后以一定的配比（EMD:SP:PTFE= 18: 1:2）與導電碳黑、粘結劑、水、異丙醇混合均勻，涂覆于集流體鋁網上，采用相同的壓實密度，正極面密度分別為0.08 g/cm2、0.12 g/cm2、0.16 g/cm2，經烘干輥壓裁切制備成所需正極片。

1.2 電池制備

Li/MnO2電池的正負極分別為上述制備好的MnO2正極和Al-Li合金負極，電解液為1mol·L-1LiClO4-PC-DMC，隔膜為Celgard2340，外包裝材料為DNP鋁塑膜。

在相對濕度RH小于1％(露點為-31.73℃)的環境下，依據以下步驟：卷繞、注液、封裝、預放電、老化、二次封裝、裁切、測試、二次老化完成電池制備。

1.3 性能測試

電池型號分別為CP11568125(11.5mm×68mm×125mm，質量196g)、CP7060160（7mm×60mm×160mm，質量135g）、CP5060160(5mm ×60mm×160mm，質量97g)，采用Arbin BT-G電池測試系統對上述3種型號電池進行放電測試，放電條件為恒功率放電。……