过充循环对锂离子电池容量衰减及安全性影响

作者：许卓; 李希超; 贾隆舟; 陈兵; 戴作强^*; 郑莉莉

来源：储能科学与技术, 2022, 11(12): 3978-3986.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0405

• 锂离子电池
• 过充循环
• 电化学阻抗谱
• 热失控

随着能源问题的出现，锂离子电池已成为人们关注的热点。本工作以18650型NCM811锂离子电池为研究对象，将电池过充至3个不同的截止电压(4.3 V、4.4 V、4.5 V)并循环一定的次数(180次)直到电池容量大幅度衰减，基于测试分析4.5 V过充循环电池的交流阻抗谱和容量增量曲线来定性和定量地研究电池容量衰减机理。研究发现活性锂离子的损失和活性材料的损失是电池容量衰减的主要原因，电池电导率的损失对电池容量衰减影响不大。通过绝热加速量热仪(adiabatic rate calorimeter,ARC)研究新电池，4.3 V、4.4 V和4.5 V过充循环电池在100%SOC下的热失控特征参数(自产热起始温度T1、热失控触发温度T2、热失控最高温度T3)。发现在热失控发生过程中，电池达到相同的温度时，4个电池的温升速率大小分别是新电池<4.3 V过充循环电池<4.4 V过充循环电池<4.5 V过充循环电池。电池在经过过充循环之后热稳定性变差。过充循环后，电池的自产热起始温度降低、热失控触发温度降低。

• 单位
  青岛大学; 机电工程学院