階梯式化成工藝與恒流式化成工藝對鋰電池的性能有影響嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-24 18:02
點(diǎn)擊量：次
A組多步驟化成工藝：
充電（0.05CC/4h→0.1CC/2h→0.2CC/1h→ 0.4CC CV/4.2V→0.02Ccut）→靜止0.5h→放電（0.5C到截止電壓）→靜止0.5h，循環(huán)三次后再0.2C/2h，充電到4.0V
B組采用恒流化成工藝：
充電（0.2C/2.5h）→靜止12h→放電 （0.2C 截止電壓）→靜止0.5h→充電 （0.2C/4.2V，0.02C cut-off）→靜止0.5h→放電（0.2C截止電壓）→靜止0.5h→充電（0.2C/4.0V）
大家可以看到，A組充電采用了小電流慢充，逐步增大電流的方式，同時減少充電時間的方式B組采用0.2C的充/放電電流，變化的參數(shù)不多。那么這兩種化成工藝對電池的SEI、電化學(xué)性能都有哪些不同呢？
一、SEI膜
通過對兩組電池的負(fù)極表面進(jìn)行SEM分析，都可以發(fā)現(xiàn)電極表面被SEI膜覆蓋，但是無法看出兩者在厚度或覆蓋面積上有什么不同。
二、電化學(xué)性能
通過對兩組電池的基本電化學(xué)性能進(jìn)行分析，可以得出采用階梯式化成的鋰電池正極材料容量比恒流式化成工藝比容量高3mAh/g，且整個電池的充放電效率更高一點(diǎn)。經(jīng)過50周循環(huán)后恒流式化成比容量衰減速率慢于階梯式化成工藝。
在首效上，恒流式要低于階梯式，但是第二次循環(huán)就高于階梯式了，這也解釋了經(jīng)過恒流式化成的電池可逆反應(yīng)程度要高于階梯式的化成工藝，即不可逆容量損失更少。
三、SEI成分分析
通過對兩組電池的SEI進(jìn)行分析可以得到如下的結(jié)論：
1.階梯式化成后鋰離子電池負(fù)極CMS表面鋰離子含量要高于恒流式化成，這是因?yàn)椴煌碾娏髅芏认?，形成了多種含鋰化合物，導(dǎo)致過多的鋰含量。
2.XPS結(jié)果表明，在兩組電池的SEI膜中均有 Li2CO3或LiCO2-R的存在。
3.通過兩種化成工藝形成的SEI厚度大于3nm。通過以上兩組不同化成工藝電池分析可以得出，不同的電流大小、時間，對電池的性能影響是不同的，SEI膜的成分和性質(zhì)也是不同的，必然會影響到電池的性能。
