鋰離子電池的老化機理(參考版)
2025-05-17 02:25本頁面
【正文】 (3)電極組分 （ 集流體 ， 活性材料 ， 導(dǎo)電劑 ， 粘接劑 ， 孔積率 ） 的變化 ． 大部分文獻數(shù)據(jù)把電極和電解液界面的變化認(rèn)為是電極老化的主要原因 ． 因此將在本文中重點討論 ． 眾所周知 ,鋰離子電池陽極的工作電壓超出了電解液組分電化學(xué)穩(wěn)定窗口 ,因此 ,當(dāng)電極在充電階段 ,會在電極和電解液界面發(fā)生電解液的分解 ,同時伴隨不可逆鋰離子的消耗 .分解產(chǎn)品形成覆蓋在電極表面的防御層 .這個過程主要發(fā)生在循環(huán)的初始階段 ,特別是第一次循環(huán) .根據(jù)不同的功能 ,防御層可以分成兩類 : SEI層和非 SEI層 .在某些石墨表面位置 (例如棱柱形表面 ,基部平面上的缺陷 )鋰離子能夠通過嵌入和脫嵌進入或移出石墨結(jié)構(gòu) .在這里防御層起著 SEI (固體電解質(zhì)中間相 ) 的作用 . SEI層的特性是唯一的 ,它們只能通過鋰離子 ,而不能通過電子和其它電解液組分 .正常 SEI層能夠阻擋以下過程 :(1)電解液組分的進一步減少 。在貯存中發(fā)生的老化效應(yīng) (如自放電 , 阻抗升高 )以及在使用中發(fā)生的老化效應(yīng) (如物理上的退化 ,鋰金屬的析出 )將會影響到電池的循環(huán)壽命 .在貯存中發(fā)生的老化效應(yīng)可以通過一些電化學(xué)值進行監(jiān)控 ,如容量損失 ,內(nèi)阻升高 ,電勢改變 ,充電狀態(tài) (SOC),健康狀態(tài) (SOH). 應(yīng)該指出的是 ,隨著使用和時間的推移 ,老化的發(fā)生可能由以下原因引起 :(1)電極 ,電解液 ,電極和電解液界面的變化 。 鋰離子電池的老化機理 , , Switzerland ,Austria ,Germany Journal of Power Source 147(2021)269281 1． 背景介紹 2． 碳質(zhì)陽極的老化 概 論 電極和電解液界面的變化 活性材料的變化 混合電極的變化 陽極老化的結(jié)論 概論 鋰鎳鈷氧 鋰錳氧尖晶石 4. 使用電化學(xué)阻抗譜研究老化過程 5. 結(jié) 論 1．背景介紹 鋰離子電池由于具有諸多優(yōu)勢 ,例如高的體積能量密度和重量能量密度 ,低的自放電率 ,因而在便攜式電器中得到廣泛的商業(yè)化應(yīng)用 ,如手機 ,膝上電腦 ,便攜式攝錄機以及類似的小型電子設(shè)備 .由于在這些領(lǐng)域中產(chǎn)品創(chuàng)新的周期很短 ,電池的循環(huán)壽命不成為其應(yīng)用中的主要問題 .但在其它耐用消費品和投資產(chǎn)品市場 ,如電動汽車 ,混合電動汽車 ,臨時性儲能系統(tǒng)等等 ,則需要更高的電池循環(huán)壽命 .如 USABC提出的目標(biāo)是 :42V電池體系在混合電動汽車中使用 15年 ,在電動汽車中使用 10年 .也就是循環(huán)壽命要達到 1000次保持 80%的容
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