18650型锂离子电池的循环容量衰减研究

研究了18650型锂离子电池常温循环性能和容量衰减机理.采用恒流-恒压制式对锂离子电池进行200次充放电循环测试,用交流阻抗技术对不同循环次数的电池进行分析,将不同循环次数的电池正负极与锂片分别组成半电池测试其容量,利用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、空气渗透仪等测试手段对不同循环次数后的锂离子电池正负极、隔膜的形貌和结构进行了表征.结果表明,电池在前200次循环过程中容量衰减率为15.6％;而正极和负极容量分别损失6.6％和4.3％.电池容量衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失,活性锂离子的损失可能是由于在循环过程中电解液与正负极活性材料反应不断消耗活性锂离子造成的;正极活性材料层状结构规整度下降,离子混排度提高,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大,脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失.     

锂离子电池阶梯充电制式与循环衰减机制

针对锂离子电池快充需求与循环寿命保持的矛盾,以三元/石墨体系锂离子电池为研究对象,依据其倍率充电特性和正极、负极材料相变特征,提出了一种阶梯充电制式。采用该制式,电芯可以完成30 min充电80%荷电状态(SOC)的快充目标,且经过800次阶梯充电循环后,电芯放电容量保持率≥91.99%。通过对比阶梯充电制式下,不同循环次数放电容量衰减,dV/dQ曲线的变化情况,确定电芯阶梯充电循环容量衰减原因主要为活性锂离子损失。     

锂离子电池循环寿命快速衰减的原因

通过单体电池循环寿命实验,研究了电池组中最差单体电池循环寿命的快速衰减原因,发现充电终止电压差异、放电截止电压差异、温度差异及充电倍率差异是主要因素,加速循环寿命衰减分别可达到200%、120%、115%及140%以上.改善这些因素可延长锂离子电池组的循环寿命1倍以上.     

不同电极面密度锂离子电池的容量衰减机理

采用3种电极面密度(其中正极面密度分别为11.0 mg/cm2、14.0 mg/cm2和17.0 mg/cm2)组装成以磷酸铁锂(LiFe-PO4)为正极活性材料的锂离子动力电池,考察了常温循环性能.用交流阻抗、XRD和SEM等方法分析了容量衰减的机理,发现3种电池常温循环性能差别的原因,主要是电池可逆锂损失的程度不同...     

锂离子电池容量衰减研究进展

锂离子电池容量的衰减限制了其使用寿命,是阻碍锂离子电池在EV领域发展的重要因素之一.为了改善锂离子电池容量特性,提升电池寿命,加深对容量衰减机理的认识,概述了影响锂离子电池容量衰减的影响因素,并分析了锂离子电池容量衰减的各种机理.     

磷酸铁锂锂离子电池循环寿命的加速模型

在不同温度、倍率及放电深度(DOD)下,对磷酸铁锂正极锂离子电池循环寿命的加速模型进行研究.电池在55℃、45℃及25℃下以1.00 C在2.00～3.65 V循环时,循环寿命分别为379 h、2094 h及4379 h;在25℃下以2.00 C率循环时,循环寿命为1506 h.基于阿伦尼乌斯公式,分别构建电池的倍率及...     

锂离子电池低温充电容量衰减规律分析

以正极材料为LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)的锂离子电池为实验对象,基于循环老化对照实验的结果,以容量衰减率10%为界,将低温充电的容量衰减过程分为两个阶段。分别拟合不同阶段下温度、倍率和截止电压对容量衰减速率作用的经验公式,耦合3项因子建立低温充电容量衰减规律的多应力经验模型。取若干组工况,评估该模型对容量衰减速率的预测精度。若实验条件相对参考工况仅有一个因子不同,模型的预测效果较好,估计误差小于10%。     

锂离子电池负极衰减机理的研究进展

析锂、电极表面钝化膜的增厚、可循环锂量的损失、活性物质结构的破坏等现象均可导致锂电池寿命的衰减,其中,负极是引起电池容量衰减的主要因素。总结了电池使用过程中负极衰减的主要原理,并提出了几种减少容量衰减的方法。     

锂离子电池容量衰减的原因分析

锂离子电池是继镉镍、氢镍电池之后发展最快的二次电池。它的高能特性既适合于用作高速发展的小型经电子产品的电源,也很有希望用作对环境无污染的大型动力工具的电源。锂离子电池的应用很大程度取决于其充放电循环的稳定性。本分析了锂离子电池容量衰减的可能原因,期望对优质锂离子电池的研究与开发有一定的参考价值。     

放电制式对锂离子电池循环寿命的影响

通过对LiFePO4锂离子电池循环寿命实验,发现电池在不同充放电制度下的循环寿命差异很大.研究发现,单体电池充电终止电压应该在3.65 V左右,超过4.0 V会造成电池循环寿命的严重衰减.单体电池放电截止电压应该尽可能高,应大于2.5 V;充电倍率越高,电池循环寿命越低.在电池组的实际使用中,应该综合考虑这些因素,并采...     

锂离子电池在不同倍率循环的阻抗特性研究

研究了高镍-石墨体系锂离子电池在25℃,4种循环倍率(0.5 C,1 C,2 C,阶梯充)下的循环性能及直流内阻,并采用EIS对电池不同健康状态进行研究,辨识电池循环过程中的阻抗变化规律.研究表明,电池在0.5 C循环时寿命衰减最快,阶梯充电的寿命和内阻性能最好.EIS分析表明,电池前600次循环,电荷转移阻抗减小,然后随着循环的进行,电池电荷转移阻抗及总阻抗都持续增大.     

锂离子电池循环性能失效研究

锂离子电池的循环性能是消费者考量电池质量的主要指标。依据ST/SG/AC.10/11/Rev.438.3《联合国关于危险货物运输的建议书标准和试验手册》的要求,对5个型号的笔记本电脑电池进行循环测试,有1个型号的笔记本电脑电池在第2或第3个循环时失效,无法正常充放电。通过拆解电池和内部电池芯,研究电池循环性能失效的原因。说明部份锂离子电池的生产工艺还有待进一步提高和完善。     

锂离子电池的发展趋势

综述了锂离子电池的发展趋势，简述了锂离子电池的充放电机理理论研究状况，总结归纳了作为核心技术的锂电池正负电极材料的现有的制备理论和近来发展动态，评述了正极材料和负极材料的各种制备方法和发展前景，重点介绍了目前该领域的问题和改进发展情况。     

MCMB/LiCoO2电池的循环稳定性

通过对AA型MCMB/LiCoO2电池及以MCMB为负极、LiCoO2为正极、金属锂为参比电极的AA型三电极电池的性能测试,结合XRD实验、双电极模拟电池的交流阻抗-电位实验,研究了MCMB/LiCoO2电池的循环稳定性及其容量衰减的原因.结果表明:在室温条件下,电池具有较好的循环稳定性和较高的放电电压平台.循环150次时,电池的容量仍为初始容量的98%,3.6V以上容量为总容量的82%.随着循环次数的增加,正极性能的恶化是导致电池容量衰减和放电电压平台降低的主要原因.     

磷酸铁锂锂离子电池容量衰减机理分析

分析容量衰减机理,对优化电池体系十分重要。研究23 Ah方形铝壳磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池高温(55℃)循环容量衰减的机理。通过SEM、X射线能量色散谱(EDS)、XRD、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及傅立叶变换红外光谱(FTIR),分析材料的表面形貌、晶体结构及界面组分。利用电化学微分电压曲线(DVA)及扣式半电池测试,对高温循环后的电池容量衰减机理进行量化分析。失效电池的电极活性材料,整体结构没有被破坏,正极活性物质颗粒表面出现裂纹,负极固体电解质相界面(SEI)膜增厚,有机锂化合物占比增大。DVA结果表明,可循环锂损失(LLI)和活性物质结构损失(LAM)分别占全电池容量衰减的74.82%和25.18%。扣式半电池测试结果表明,负极SEI膜和死锂、正极电解质相界面(CEI)膜、正极结构损失分别占全电池容量衰减的77.13%、1.83%和21.04%。     

磷酸铁锂正极锂离子电池的高温循环性能

对磷酸铁锂(LiFePO4)正极锂离子电池的循环性能进行研究.电池以1C、100％放电深度(DOD)循环,在常温下的循环次数可达1 800次以上,而在60℃高温下只有200次左右.在高温下循环后,电池的内阻和厚度增幅大于常温时,说明高温会加速容量衰减.对高温循环失效的电池补加电解液,常温放电容量提高了约9.46％.电解液匮乏是电池高温循环性能变差的原因之一,但不是主要原因.     

LiCoO2-SiO/石墨锂离子电池循环衰减机理研究

研究了LiCoO₂正极和氧化亚硅/石墨复合负极（LiCoO₂-SiO/石墨）软包锂离子电池体系（LIBs）循环衰减机理,通过循环过程中电化学阻抗（EIS）、增量容量分析（ICA）、正负极形貌等分析了循环的影响因素。结果表明,硅基负极材料在完全嵌锂状态下的体积膨胀不仅会导致SiO负极的颗粒破碎,与电解液的副反应加剧,其膨胀应力还会造成电极的导电网络和粘结剂网络的破损,从而导致正负极活性物质利用率降低,降低SiO负极材料的循环性能。此外,SiO负极的充放电电压平台较高,与石墨材料复合使用时,容易造成电池正极的过充和放电容量损失,正极过充会加剧正极材料结构破裂。而随着循环的进行,过充程度和放电容量损失会愈发严重,加速电池循环性能衰减。     

电动车锂离子电池健康状态模型研究进展

锂离子电池以其优异的性能在电动汽车领域得到了广泛应用.详细阐述了锂离子电池健康状态的定义,总结了电池健康状态的衰退机理和影响因素.回顾了近年来锂离子电池健康状态模型的研究进展,介绍了不同类型的锂离子电池健康状态模型,包括电化学模型、经验模型和等效电路模型,并对未来锂离子电池健康状态模型的研究方向进行了展望.