高能量长续航无人机电池的开发及制备

巩文豪1，李蒙1，张涛1，张若涛1，刘艳侠1, 2 （1郑州中科新兴产业技术研究院，河南省储能材料与过程重点实验室；2中国科学院过程工程研究所，离子液体清洁过程北京重点实验室）

摘要：以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料，制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒，并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺，制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活，经过高温加压和阶梯式充电电流方式化成的电池，循环500 周后容量保持率高达95.3%。最终制备的单体电池在常温2 C 放电条件下表现出优异的电化学性能，放电容量为23 Ah，能量密度达到269 Wh/kg。在常温1 C/2 C循环1000次后，电池容量保持率达到88.3%。单体电池在高温柜放置7天后，电池的容量保持率达到95.7%，容量恢复率为97.4%。该电池还具有优异的放电倍率性能，以1 C放电容量为基准值，10 C的放电容量比达到了83.3%。按照国家标准，电池还顺利通过了严格的加热和外短路安全要求测试。此外，通过选用一致性更高的6块单体电池以串联的方式进行组装，成功制备出了无人机电池组。该电池组尺寸为81 mm×183 mm×71 mm，重量为1902 g，2 C放电能量密度为240 Wh/kg，可满足不同倍率下放电，使之能够在多种复杂工作条件下为无人机提供可靠的动力支持。

关键词：无人机；锂离子电池；高能量；电池组