锂电池搁置不用就会跟新电芯一样吗？
来源：宝鄂实业
2019-07-30 20:48
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衰退理论认为，如电极活性物质的损失和活性锂的损失，会影响锂离子电池的开路电压（OCV）。然而，储存时间对OCV的影响尚未研究。这里所讲述的这项研究中，使用商用18650锂离子电池研究日历老化过程中电池容量和电池阻抗的变化。对电池阻抗变化的描述是基于脉冲测试测量和深入的电化学阻抗谱分析两种途径。研究人员开发了一个内部代码，用等效电路模型去卷积EIS光谱。然后通过量化模型的不同参数的变化并将它们与导致电化学行为变化的降解机制相关联，来研究电芯的日历老化。此外，还比较了脉冲测试导致的内阻变化和EIS分析的总阻值。
此外，对于参考电芯，同样进行参数分析和EIS测试，测试结果反映出，电极的常规电化学参数 是日历寿命的主要影响因素，影响到电芯的日历容量衰减，内阻增加和EIS阻抗谱的变化。参数测量带来的额外的充放电过程带来的老化，会单独考虑。
2 试验
试验条件
样品，测试Sony Energy Devices Corporation制造的商用18650型高能圆柱型电池US18650V3。它们的阴极活性材料是锂镍锰酸钴（NMC），阳极活性材料是石墨。根据制造商的额定容量是2.15Ah以0.2C的放电电流速率测量。该容量值用新电芯的放电倍率参考值。
设备
所有老化测试均使用BaSyTec GmbH的BaSyTec CTS电池测试系统完成。用来自Digatron Industrie-Elektronik GmbH的Digatron EIS-Meter 2-20-2进行电化学阻抗谱。
测试过程
在日历老化测试期间，电芯在气候室中受控条件下储存。约30天的储存期后，将电芯在20℃环境放置，直到它们达到它们的热力学平衡。然后，进行电化学特性参数测量，之后重新设置SOC。
室温下，以1C给电池恒流充电至4.2V，然后恒压充电直至电流减小至0.05C（视为一个CCCV过程），然后1C恒流放电至2.5V（CC）。接下来进行2个1C的CC放电+CCCV充电过程。在第二次放电过程中得到的放电量，认为是电芯的实际容量。
随后通过施加20μs持续时间的2C放电脉冲和40μs持续时间的1C充电脉冲来测试电池阻抗。在100％和0％SOC之间的每个10％SOC下施加脉冲。SOC水平设定为通过以1C电流放电10%SOC的方式来调整SOC，到位后暂停30分钟。
然后电芯按照CCCV以1C的电流速率充电然后通过0.5C的CC放电方式设定为50％SOC。
随后，EIS测量在恒定电流模式下进行，频率范围为2 kHz ~10 mHz，每个频程测量8个点。在开路电压下进行测量（不施加直流电），理想的电压响应被设定为10mV，并且最大AC幅度被设定为0.2A。
存储过程
储存期间测试温度和 SOC 的组合如表1所示。为了看到统计效应，每个测试用三个电芯进行。每次测试完成后，电芯被设置成指定的SOC水平。将电池与电池测试系统断开后，在规定的环境温度T下储存约30天。这项工作所显示的结果是基于大约470天观察到的老化（EIS分析大约需要360天）。
参考电芯
为了研究上述不同参数对电池劣化过程的影响，四个电芯用作参考。通过与其他电芯相同的程序，它们最初被测量并设定为25％，50％，75％和100％的储存SOC。之后，他们在20 ℃下保持在开路状态，每30天检查一次以监测自放电。如果发现开路电压低于SOC的初始设定，电池就被CCCV充电至初始开路电压，以补偿自放电。发现这些过程中转移的电荷量与电池容量相比非常小。因此，在测试时间间隔内，参考电芯的自放电可忽略不计。
