LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/石墨电池负极的衰减行为

在25℃和5℃下对18650型LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM523)/石墨电池进行循环性能测试,拆解容量保持率分别为100%和80%的(放电态)电池,用SEM、能量散射谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和XRD分析,研究石墨负极的形貌、组成和结构,用电感耦合等离子光谱(ICP)测试电解液中过渡金属元素的含量。在25℃下循环,负极表面固体电解质相界面(SEI)膜约161 nm厚,无明显析锂,电解液中w(Ni)约为6.0×10~(-4)%,w(Co)和w(Mn)小于1.0×10~(-4)%;而在5℃下循环,负极表面SEI膜约28 nm厚,有明显的锂枝晶析出,电解液中w(Ni)、w(Co)和w(Mn)分别约为7.1×10~(-3)%、1.3×10~(-3)%和2.0×10~(-3)%。与25℃下负极表面SEI膜生长增厚不同,低温时负极表面会有大量锂枝晶析出,并有过渡金属元素沉积。