關于電池容量衰減機理分析
來源：未知
2019-10-27 16:17
點擊量：次
1. 電池性能分析
隨著存儲時間的增加，電池容量下降。當儲存時間達到575d時，電池容量衰減至原容量的85.8%。
電池的充放電系數(shù)為0.02C。電池的電壓曲線包含多個平臺引起的鋰離子嵌入和散發(fā)石墨,這表明因子0.02 c提供了充足的時間來放松石墨結構的鋰離子嵌入和流露出的過程中,可以有效地消除極化對循環(huán)的影響。
我是1564122601720
將充放電比降低到0.02c，只會使181和575d電池的容量保持率分別提高0.8%和1.4%，而不是0.5。因此，長期高溫儲存引起的容量衰減是不可逆的。此外，隨著存儲時間的延長，電池的內部直流電阻并沒有明顯增大，這也說明電池內部極化并不是導致日歷電池容量不可逆下降的主要原因。
2. 電池容量衰減機理分析
為了分析電池容量衰減的原因，將高溫儲存的電池在1C時充到100%SOC，或放電到100%DOD后拆卸。通過對拆卸后的極板的分析，研究了高溫儲存對活性正極和負極材料的結構、元素組成和電化學性能的影響。
相分析
不同高溫儲存時間下電池陰極100%DOD的XRD圖。與LiFePO4和FePO4的XRD標準譜相比，極板的所有衍射峰都是對應的，沒有檢測到異相。
你1564122663745
電極高溫儲存后的電化學性能
將不同儲存時間的電池在100%SOC下拆卸，以極片作為工作電極，以鋰片作為對電極制作紐扣電池，充放電試驗按0.1℃進行。
不同儲存時間的電池中，陰極活性物質的第一次放電比容量均高于155mAh/g，與未儲存的陰極活性物質的第一次放電比容量相近，說明儲存對LiFePO4結構沒有明顯的損傷。在圖3(c)中，紐扣電池恒壓充電的比容量略有增加，但充電的總比容量仍然接近不使用蓄電池的陰極活性物質的比容量。結果表明，575d存儲后，陰極極化增大，但不影響陰極材料的鋰存儲容量，這可能與存儲過程中電解液分解產物的沉積有關。
可逆比容量按鈕電池組裝的181年和575年的335.6和327.1 d存儲電池陽極mAh / g,分別小于0.8%和3.0%,未載入史冊的按鈕電池組裝電池陽極,分別表明高溫存儲也有一個非常小的影響石墨鋰存儲容量。為了電池安全，通常整個電池的陽極總容量超過總負極容量的10%以上，因此高溫儲存引起的不可逆陽極容量衰減不會影響電池總容量。
181和575d電池陽極第一次充電比容量分別為未儲存電池陽極第一次充電比容量的90.4%和84.5%，接近實際電池的容量保留率。因此，電池容量衰減的主要原因是整個電池中活性鋰離子的損失。
綜上所述，高溫儲存對LiFePO4和石墨電極的去鋰能力影響不大。為什么100%的陰極國防部高溫蓄電池有可憐的階段和鋰正極的鋰離子數(shù)量少可以接受不是因為能力的活性電極材料中嵌入和刪除鋰發(fā)生了顯著變化,但因為可以嵌入的鋰離子數(shù)量,減少電池釋放。電池中的活性鋰離子在高溫儲存過程中被電極/電解質界面的副反應消耗。
極板的物理性質分析
新鮮電池陰極的LiFePO4粒子為球形，粒徑約為200nm。貯藏181d后，LiFePO4顆粒之間的間隙大小沒有明顯變化。575d后，顆粒間隙明顯減小。在石墨陽極上，有大量的副反應產物
綜上所述，在高溫存儲過程中，嵌鋰態(tài)陽極長期處于低電位狀態(tài)，電解液還原反應消耗活性鋰離子，最終生成無機鋰鹽；高溫增加了電解液還原反應速率，使活性鋰離子大量損失(圖6)。此外，陽極副反應產物沉積、SEI膜增厚，造成電極動力學性能變差。
綜上所述，在高溫存儲過程中，嵌鋰態(tài)陽極長期處于低電位狀態(tài)，電解液還原反應消耗活性鋰離子，最終生成無機鋰鹽；高溫增加了電解液還原反應速率，使活性鋰離子大量損失(圖6)。此外，陽極副反應產物沉積、SEI膜增厚，造成電極動力學性能變差。
