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电池专题

电池温度对于负极的动力特性具有影响吗

来源:宝鄂实业    2019-06-06 10:27    点击量:

温度对于负极的动力学特性具有非常显著的影响,因此温度对于电池非线性衰降出现的时间也会有明显的影响。下图a为电池在25、35和50℃条件下的循环性能的曲线,从图中我们能够看到在3.0-4.2V的电压窗口范围内,在25℃下循环的电池最早出现非线性衰降,其次是50℃循环的电池,35℃下循环的电池最晚出现非线性衰降。如果我们将电池的电压窗口降低到3.17-4.11V,在前期35℃和50℃循环的电池衰降速度比较一致,但是在寿命末期35℃循环的电池开始出现了非线性衰降。这主要是低温下电池动力学条件变差,导致负极更加容易析锂,从而加速了SEI膜的生长,从而导致负极动力学条件进一步变差,导致锂离子电池的非线性衰降更早的出现。

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从前面的分析不难看出循环过程中负极SEI膜生长导致负极的动力学性能变差,引起负极表面析锂是导致锂离子电池非线性衰降的主要因素,因此作者分析了循环前、非线性衰降前和非线性衰降后的正负极表面形貌,从图中我们能够看到正极的形貌在这一过程中几乎没有发生明显的改变,而负极的形貌在非线性衰降前已经能够在活性物质颗粒表面观察到一层薄薄的SEI膜,部分区域能够观察到较厚的SEI膜,而在非线性衰降后负极颗粒表面已经出现了明显的SEI膜,而很多区域也都出现了非常厚的SEI膜。这也再次验证了我们之前的推测——负极SEI膜持续生长导致的动力学条件变差引起的负极表面析锂是导致锂离子电池非线性衰降的主要因素。

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SimonF.Schuster的研究工作表明电池的工作电压范围、充电电流大小和电池温度都对锂离子电池非线性衰降出现时间有显著的影响,在较宽的工作电压范围、较大的充电电流和较低的温度下都会导致负极SEI膜的加速生长,降低负极的动力学条件,从而加速负极表面析锂,将会导致锂离子电池非线性衰降的提前出现。