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宁德期间磷酸铁锂电池高温存储职能衰减来历
时间:2019-11-15 05:46 来源:优发国际线,优发国际开户注册 点击:

  优发平台 以满充电池拆解后的极片为作事电极,锂片为对电极,装置成CR2032扣式电池,访问阴阳极片的电化学机能。

  宁德时期CATL以其贸易化磷酸铁锂电池为样本,寻找其正在满电态、60℃存储容量亏损的缘故。通过物理外征和电化学机能评判,从电池和极片层级体系地阐述电池容量衰减的机理。

  实习应用CATL坐褥的标称容量为86Ah的方形磷酸铁锂电池。该电池以LiFePO4为正极原料,石墨为负极原料,应用聚乙烯隔阂和LiPF6电解液。选择统一批次、电机能靠近的20个电池举办存储,测试电池的电机能。

  100%SOC电池60℃存储必定时辰后,正在2.50~3.65V之间以0.5C倍率举办一次放电-充电轮回。然后将满充电池不绝正在60℃存储。如斯再三,记实电池的容量衰减历程。正在每次容量测试历程中,测试电池5C/30s的直流内阻(DCR)。

  取通过差别存储时辰且处于统统放电状况的电池,正在充满Ar气的手套箱中举办拆解。应用场发射扫描电子显微镜阅览极片形容,应用比轮廓阐述仪测试极片比轮廓积。正在手套箱顶用透后胶带将电极片密封,应用X射线衍射仪阐述电极原料物相构成。

  以满充电池拆解后的极片为作事电极,锂片为对电极,装置成CR2032扣式电池,访问阴阳极片的电化学机能。用电化学作事站测试扣式电池的电化学阻抗谱。应用电感耦合等离子体发射光谱仪阐述电极片的元素含量。

  图1为电池容量衰减及充放电机能。如图1(a)所示,跟着存储时辰的拉长,电池容量逐步衰减。正在存储时辰到达575d时,电池容量衰减为初始容量的85.8%。

  以0.02C小倍率对电池举办充放电,图1(c)中电池电压弧线中包括锂离子嵌入脱出石墨导致的众个平台,解释0.02C倍率曾经为锂离子嵌入脱出历程中石墨组织的弛豫供应了足够的时辰,能够有用歼灭极化对轮回变成的影响。

  与0.5C[图1(b)]倍率比拟,将充放电倍率消浸到0.02C只可使存储181和575d电池的容量依旧率增长0.8%和1.4%。因而,持久高温存储导致的电池容量衰减是不成逆的容量衰减。另外,图1(a)显示,电池的直流内阻随存储时辰拉长而增大的幅度并不明显,这也解释电池内部极化不是导致日历存储电池容量不成逆衰减的要紧缘故。

  为了阐述电池容量衰减泉源,将通过高温存储的电池以1C倍率充电至100%SOC或者放电至100%DOD后拆解。阐述拆解出来的极片,以访问高温存储对阴阳极活性原料组织、元素构成和电化学机能的影响。

  图2为通过差别高温存储时辰电池阴极片正在100%DOD时的XRD图。与LiFePO4及FePO4的XRD规范谱对比,极片一共衍射峰都对应,未检测到杂相。

  将差别存储时辰的电池正在100%SOC拆解,以此中的极片举动作事电极、锂片举动对电极制制扣式电池,以0.1C倍率举办充放电测试(图3)。

  差别存储时辰电池的阴极活性物质初次放电比容量均高于155mAh/g,与未经存储电池的阴极活性物质的比容量靠近,解释存储对LiFePO4组织没有显明捣鬼。图3(c)中扣式电池的恒压充电的比容量稍有增长,但充电总比容量仍与未经存储电池的阴极活性物质的比容量靠近。解释通过575d存储后电池阴极的极化增大,但阴极原料的储锂才气并未受到影响,不妨与存储历程中电解液分化产品浸积相闭。

  图3 阔别以拆解电池的阴阳极为作事电极拼装的扣式电池的充放电弧线d存储的电池阳极拼装的扣式电池可逆比容量阔别为335.6和327.1 mAh/g,阔别比未经存储的电池阳极拼装的扣式电池可逆比容量小0.8%和3.0%,解释高温存储对石墨储锂才气影响也非凡小。出于电池安闲角度探讨,全电池中阳极总容量平凡高出阴极总容量的10%以上,故高温存储变成的阳极不成逆容量衰减不会对全电池容量变成影响。

  综上所述,高温存储不会显明影响LiFePO4和石墨电极的脱嵌锂才气。100%DOD高温存储电池的阴极存正在贫锂相、阳极或许吸收的锂离子数目变少的缘故不是活性电极原料的嵌脱锂才气发作了明显变。


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