鋰電池的充電策略對(duì)于鋰電池壽命衰降影響的研究，能夠更好的指導(dǎo)我們對(duì)鋰離子電池的設(shè)計(jì)。以下就不同充電控制策略對(duì)鋰離子電池壽命衰降的影響，研究了其作用機(jī)理，提出鋰離子電池的壽命衰降模型。研究試驗(yàn)表明，當(dāng)充電電流和截止電壓超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，鋰離子電池的衰降將被極大的加速，為了降低鋰離子電池的衰降速率，需要針對(duì)不同的體系，需要選擇合適的充放電電流和截止電壓。

 

 

從數(shù)據(jù)可以看到，隨著充電的倍率的加大，鋰離子電池的衰降速率也在快速增加，并且從曲線的斜率來(lái)看，電池的衰降速度存在三個(gè)不同的階段，前期衰降速度較快的階段(階段1)，中間衰降速度較慢的穩(wěn)定階段(階段2)，和后期的衰降速率加速階段(階段3)。針對(duì)三個(gè)階段電池的衰降機(jī)理的研究認(rèn)為，階段1可能是因?yàn)殡姵豐EI膜生長(zhǎng)需要消耗一部分Li+，因此衰降速度較快。在階段2隨著SEI膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，內(nèi)部較為穩(wěn)定，因此衰降速度較慢，在階段3隨著電池老化，開(kāi)始發(fā)生活性物質(zhì)損失，電極活性界面減少，導(dǎo)致電池對(duì)于電流十分敏感。圖C是針對(duì)不同的截止電壓對(duì)電池衰降速度影響的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，當(dāng)把充電截止電壓提高到4.3V時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池的循環(huán)性能急劇惡化，降低充電截止電壓可以有效的改善電池的循環(huán)性能。

 

 

對(duì)電池的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻分析如圖所示，從圖a測(cè)試結(jié)果來(lái)看，當(dāng)充電電流小于1C時(shí)，電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻隨著電池循環(huán)的變化趨勢(shì)幾乎時(shí)一樣的，但是當(dāng)充電電流超過(guò)1C時(shí)，電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增加速度會(huì)隨著充電速率的增加而快速增加。從圖b的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，當(dāng)充電截止電壓為4.3V時(shí)，電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增加非常迅速表明高截止電壓會(huì)惡化電池的動(dòng)力學(xué)條件，截止電壓為4.1V和4.2V時(shí)電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增加較為緩慢。

 

無(wú)論是充電電流還是充電截止電壓都存在一個(gè)值，當(dāng)充電電流或者電壓超過(guò)這個(gè)值時(shí)就會(huì)導(dǎo)致電池衰降加速，對(duì)于上述電池這個(gè)值是1C和4.2V，當(dāng)充電電流和截止電壓超過(guò)這個(gè)值后就會(huì)加速電池的衰降，當(dāng)小于這個(gè)值時(shí)，提高充電電流和截止電壓并不會(huì)顯著的增加電池的衰降速度。對(duì)于充電電流和截止電壓對(duì)電池衰降速度影響的機(jī)理研究顯示，當(dāng)充電電流低于1C時(shí)主要影響的是正負(fù)極活性物質(zhì)損失，而截止電壓低于4.2V時(shí)影響的主要是Li損失，當(dāng)充電電流和截止電壓高于這個(gè)值時(shí)，則會(huì)顯著的加速正負(fù)極活性物質(zhì)損失和Li損失。