鋰電技術(shù)丨磷酸鐵鋰動力電池循環(huán)后的分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-07 08:36
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隨著動力電池能量密度的不斷提升，三元材料的動力電池越來越受到人們的關(guān)注，而作為早已普及使用的磷酸鐵鋰材料，有很多一部分已經(jīng)退役或者已經(jīng)接近退役。對循環(huán)后的磷酸鐵鋰動力電池進(jìn)行深入的分析，找出容量衰減的原因，對以后動力電池性能的提升有著重要的指導(dǎo)意義。
對某公司的磷酸鐵鋰動力電池進(jìn)行分析：
從右圖中可以看出，常規(guī)的1C循環(huán)，已經(jīng)循環(huán)接近6000次，容量保持率大約在85%，可以看出磷酸鐵鋰的循環(huán)性能還是不錯的，
從左邊的表格中可以看出，每隔1000次做的一些功率和內(nèi)阻的測試，交流內(nèi)阻增長的速度還是相對比較慢的，功率下降的速度也是比較慢的；
從圖中可以看出，在循環(huán)5000次以前，基本都是線性增長的關(guān)系，從5000次到6000次，放電功率下降的幅度突然增大，說明是有轉(zhuǎn)折點存在的。
將上述動力電池進(jìn)行拆解，并將正負(fù)極分別組裝扣式電池進(jìn)行分析，結(jié)果如下；
從半電池數(shù)據(jù)可以看出，正負(fù)極都有一定程度的衰減，整體而言，負(fù)極衰減的更為嚴(yán)重一些，正極最終雖然體現(xiàn)的保持率比較高，但是實際曲線中顯示的恒壓過程比較長，這也說明長時間的循環(huán)給LFP的結(jié)構(gòu)帶來的一定的破壞，造成極化加劇、鋰離子脫出難度增大等等；負(fù)極就不必說了，畢竟主要的反應(yīng)都發(fā)生在負(fù)極，SEI膜的破碎與重整、增厚等等帶來的阻抗的增大，都會給負(fù)極帶來容量的衰減。
從負(fù)極循環(huán)前后的SEM中也可以看出明顯的區(qū)別，循環(huán)前的結(jié)構(gòu)比較完整，石墨顆粒也是清晰可見的，循環(huán)后的表面已經(jīng)看不出完整的石墨顆粒了，說明頻繁的充放電已經(jīng)造成了負(fù)極石墨結(jié)構(gòu)的破壞以及粉化，最終導(dǎo)致負(fù)極的可逆容量降低。
小結(jié)：其實對于失效電池，上述分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，單畢竟幾年前的分析技術(shù)水平以及手段都是有限的，循環(huán)6000次的電池基本上要三四年，很多數(shù)據(jù)已經(jīng)找不到了，只能通過初步的分析得出一個基本的結(jié)論。
隨著現(xiàn)在鋰電測試水平的不斷提高，我們可以采用原位的一些測試，在線監(jiān)測動力電池的使用狀況，并能及時的根據(jù)數(shù)據(jù)對電池的使用范圍進(jìn)行指導(dǎo)，這樣就更有利于電池健康的運(yùn)行。 對于化學(xué)電源而言，衰減是必然存在的，我們所要做的就是盡可能的減緩電池的衰減速率，降低不必要的副反應(yīng)，盡可能的在使用范圍內(nèi)延長動力電池的壽命，推動整個新能源行業(yè)的發(fā)展。
