电流过载工况下三元锂离子电池性能衰退机制

三元锂离子电池在电动汽车和电力储能领域广泛应用，其寿命与安全是行业关注热点。该文研究25A.h商用三元锂离子电池在额定电流和2倍额定电流工况下，全寿命周期内性能衰退规律，并拆解循环后电池，表征关键电池材料，分析负极界面变化，从原子层级推演三元电池性能衰退机制。结果表明，在电流过载工况下，电池循环1500周前后性能出现加速衰退，并伴随满电直流内阻升高，库伦效率降低，电池产气等现象。这可能是由于过载电流加速正极材料中Ni³⁺、Co³⁺和Mn⁴⁺离子的析出，并迁移至负极表面催化电解液溶剂分解成小分子气体引起。过渡金属离子溶出、电池内阻增大以及电池产气，3个因素耦合加强，共同导致三元锂离子电池性能“跳水”现象。