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锂浆液电池正极集流体表面改性研究（英文）

         
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摘要

锂浆料电池(LSB)是一种新型储能技术,适用于低速电动汽车、基站、家用机箱、电网等领域。集流体与电极浆料之间的接触电阻是影响锂浆料电池电化学性能的重要因素。本研究采用不同比例的炭黑(CB)和聚偏氟乙烯(PVDF)对铝集流体进行表面处理,研究正极集流体表面处理对LiFePO4浆料半电池的影响。试验结果表明,CB与PVDF的比例对集流体表面涂层的均匀性、微裂纹的形成、比表面积、孔隙率、涂层附着力等都有一定的影响,进而使集流体产生不同的电子电阻和离子电阻。当炭黑含量过高时,表面涂层与集流体表面的黏附性不足,无法适应炭黑纳米颗粒在干燥过程中产生的高表面张力,因此表面形成裂纹,导致接触电阻增大。随着CB∶PVDF的比例由1∶1增加到5∶1,涂层的比表面积和孔隙体积先增大后减小,最大值在3∶1左右,与集流体的欧姆电阻和半电池的充放电测试结果一致。较大的涂层孔隙率和表面积有利于锂离子在电解液中的迁移和电化学反应的发生。LiFePO4浆料电池采用涂层比为3∶1(CB∶PVDF)的铝网集流体可实现良好的充放电功能,在0.2mA/cm^2的条件下比容量达到149.2(mA·h)/g。

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