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的電鍍條件下老化電池所表現的無損特征。

針對商業鋰離子電池，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，鋰電鍍現象被認為是在這些循環條件唯一重要的老化現象。但同時，由于額外形成的表面膜和電化學活性物質的隔離，因此會引發電鍍金屬鋰的進一步減少。研究表明，鋰電鍍現象就是鋰離子在循環過程中不斷損失，該現象影響了電極的平衡能力。隨著循環次數的增多,電極的平衡能力逐漸趨于穩定狀態，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量的重要定量信息。

試驗研究表明，鋰電鍍現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