磷酸铁锂动力电池常温循环衰减机理分析

作者：刘晓梅; 姚斌; 谢乐琼; 胡乔; 王莉; 何向明^*

来源：储能科学与技术, 2021, 10(04): 1338-1343.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0144

• 磷酸铁锂
• 常温循环
• 衰减机理
• 活性锂损失
• 动力学

常温循环寿命是锂离子电池应用的重要指标,磷酸铁锂电池具有阴极结构稳定和电解液成分简单的特点,是研究锂离子电池工作机理的重要手段。研究磷酸铁锂电池的常温衰减机理对于完善锂离子电池衰减机理的认知和电化学性能提升有重要意义。本文以不同健康状态(SOH)的商业化磷酸铁锂电池为样本,研究其常温循环容量衰减的原因。使用电化学微分容量曲线(d Q/d V)分析电芯常温循环过程中的极化变化规律,通过曲线的峰面积变化规律推断电芯容量损失来源,发现电芯的极化虽然随着循环增长,但容量损失主要发生在石墨第3个平台。三电极电芯的电化学阻抗谱显示电芯循环中阳极Rct增长迅速,动力学下降。阴阳极扣电测试发现循环中阴阳极材料的活性没有发生变化。结合以上结果,磷酸铁锂电池常温循环容量损失主要体现为活性锂损失,活性锂损失主要与循环中固体电解质膜(SEI)增厚和电池膨胀应力导致的阳极动力学性能下降相关。动力学不足导致的阳极电位过低加速副反应消耗活性锂。

• 单位
  清华大学; 宁德时代新能源科技股份有限公司