半固态锂浆料电池是锂电池的潜在发展方向之一。他具有传统锂离子电池高能量密度和液流电池的可扩展性的优势，在储能方面具有独特的应用优势。但目前对于这种新型电池的研究，主要停留在材料体系的选取及半固态电极流动过程中流场的应力变化及电场中的电势变化。对于电池的循环性能以及热危险性的研究还很欠缺。而这些方面的研究对于半固态锂浆料电池的商业化应用至关重要。
中国科学技术大学王青松课题组通过组装纽扣电池，研究了电池的长周期循环性能，采用c80微量量热仪研究了半固态锂浆料电池中电极材料组分的热稳定性，通过原位循环产热测试电池在循环过程中的产热，并对其产热的变化进行分析。
1） 循环性能表征。
磷酸铁锂半固态锂浆料电池，其正极材料不再是传统锂离子电池的固态模式，而是半固态，具体的成分如表1所示。我们将这种磷酸铁锂半固态正极组装成纽扣半电池，对电池的电化学性能进行测试。结果如图1所示，可以看出在固含量为8%时，电池的电化学性能更为稳定，200圈时，比容量仍然可以达到150mah/g。
表1. 不同固含量的磷酸铁锂半固态锂浆料正极的成分含量。
图1. 1c倍率下不同固含量的磷酸铁锂半固态锂浆料电池的循环性能。
2）磷酸铁锂半固态浆料的热稳定性研究。
由于这种电池正极材料为半固态，电解液的含量高于80%，如此高含量的电解液，势必会带来更大的危险性。我们利用c80微量量热仪对不同组分的热稳定性进行了测试，结果如图2所示。可以看出，分散剂在测试温度范围内没有热量变化，非常稳定。溶剂在150℃时，开始放热，加入锂盐，形成电解液后，放热量急剧增加。随着固含量的增加，磷酸铁锂半固态浆料的放热也随着减弱，这是因为，磷酸铁锂本身的热稳定性较好，使得浆料的放热减弱。
图2. 不同组分在升温过程中的热行为。
表2. 不同组分在升温过程中的热参数。
3） 电池循环过程中的产热情况。
我们进一步研究了电池在循环过程中的产热情况，并将其与传统的磷酸铁锂电池的循环产热进行了对比。实验结果如图所示。两种类型的电池的循环产热都随着充电倍率的增加而增加，同时，放电过程的产热大于充电过程的产热。另一方面，磷酸铁锂半固态锂浆料电池的产热略小于传统的磷酸铁锂电池，这说明半固态锂浆料电池在循环过程中的安全性相比传统电池具有一定的优势，为电池的商业化应用打下了基础。
图3. （a）1c倍率下不同固含量的磷酸铁锂半固态锂浆料电池的循环产热；（b）1c倍率下磷酸铁锂电池的循环产热。
图4. （a）充电时磷酸铁锂半固态锂浆料电池与磷酸铁锂电池的循环产热对比（b）放电时磷酸铁锂半固态锂浆料电池与磷酸铁锂电池的循环产热对比。
成果简介。上述研究成果发表于fire technology期刊，程思远为本文第一作者，姜丽华与段强领为本文共同通讯作者。
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