基于時間老化的4種鋰離子電池技術特性比較

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基于時間老化的4種鋰離子電池技術特性比較

電池制造商采用多種方法來延長鋰離子電池的使用壽命，提高其效率，擴大其使用溫度范圍。這些可通過添加特定的電解液添加劑、改變電極材料或改變化學計量比來實現。因此，鋰離子電池及其老化機制行為與電池化學和技術密切相關。對4種鋰離子電池技術進行了為期3年的測試試驗。主要研究了電池技術的老化行為，重點放在電壓與電荷量的曲線、增量產能、電化學阻抗譜和能源效率上。

將4種鋰電池放在室溫（25℃±1℃）下存放6h，以便在開始測試之前建立一致的電池熱穩定性。通過測量電池的剩余容量，將電池完全放電，然后在室溫下以1C速率進行循環的全充電、放電過程。對電池完全充電后，以電池充電狀態的20％為間隔進行放電。

研究結果表明，含有錳的鋰電池對高溫非常敏感，原因是在高溫下由于與電解液發生反應而使錳溶解。通過鋰電池的電壓和充電曲線觀察到，電池隨著老化程度的提高而出現較高的內阻，而且含有錳的鋰電池隨著電池的老化其效率會顯著降低，與磷酸鐵鋰電池和鋰鎳鈷鋁電池在高溫和較高電容量時相比尤為明顯；磷酸鐵鋰電池有較低的電壓和低能量密度，但其卻有很長的壽命和良好的熱穩定性；而鋰鎳鈷鋁電池卻是在電池循環壽命和更高性能之間的折衷選擇。

刊名：Energy（英）

刊期：2015年第84期

作者：Akram Eddahech et al

編譯：王迪