鋰離子電池低溫老化對鋰離子鍍層的影響研究

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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