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鋰離子電池低溫老化對鋰離子鍍層的影響研究
鋰離子電池作為可移動的能量存儲設備,其使用壽命是非常重要的。在鋰離子電池中,金屬鋰會不斷在負極形成,該過程叫做鋰電鍍。鋰電鍍現(xiàn)象會導致電池性能嚴重下降,影響電池壽命,同時會影響電池安全。本文主要研究在低溫和高充電率這樣長期循環(huán)的電鍍條件下老化電池所表現(xiàn)的無損特征。
針對商業(yè)鋰離子電池,主要研究鋰電鍍對電池老化的影響。本文主要研究低溫條件下鋰電鍍過程及其相應的電池老化現(xiàn)象,同時觀察其它電池降解過程和副反應,如SEI的增長,但根據(jù)阿倫尼烏斯方程在低溫下條件下其增長被認為是微不足道的。因此,鋰電鍍現(xiàn)象被認為是在這些循環(huán)條件唯一重要的老化現(xiàn)象。但同時,由于額外形成的表面膜和電化學活性物質(zhì)的隔離,因此會引發(fā)電鍍金屬鋰的進一步減少。研究表明,鋰電鍍現(xiàn)象就是鋰離子在循環(huán)過程中不斷損失,該現(xiàn)象影響了電極的平衡能力。隨著循環(huán)次數(shù)的增多,電極的平衡能力逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài),而試驗研究進一步表明,電極被削弱的平衡能力是可逆的。電化學阻抗譜顯示,電阻電池阻抗能力隨著電解質(zhì)損耗形成鋰離子鍍層而得到顯著提升,而額外的電池能量釋放則提供了關于鋰層厚度和相應鍍鋰質(zhì)量的重要定量信息。
試驗研究表明,鋰電鍍現(xiàn)象在低溫和高充電率的條件下對電池老化的短期影響已明確,并且可以通過間接測量得到,是一個可以量化的電池老化過程。
刊名:Journal of Power Sources(英)
刊期:2015年第275期作者:Petzl M et al
編譯:鄭穎琳