铅酸蓄电池生产厂家锂离子电池寿命末期容量跳水的影响因素分析
铅酸蓄电池生产厂家
时间:2019-05-29 20:56:01 阅读:4670
2018年中国新能源汽车销量达到了126万辆,新能源汽车保有量达到了261万辆,在新能源汽车产销两旺的情况下,我们也不得不面对大量动力
电池退役后的回收再利用问题,目前来看动力电池最有效的利用方式为“梯级利用”。所谓梯级利用指的是动力电池退役后进行容量检测,符合标准的动力电池进行拆解后可以作为储能电源进行再利用,充分挖掘动力电池的剩余价值。但是很多时候锂离子电池在寿命末期的衰降并不是线性衰降,而是衰降速度大大加速的跳水模式,严重影响锂离子电池的梯次利用价值,那么究竟是哪些因素会导致锂离子电池寿命末期容量跳水呢?
导致锂离子电池在寿命末期容量跳水的因素很多,近日加拿大的达尔豪斯大学的Xiaowei Ma(第一作者)和J. R. Dahn(通讯作者)等人对正极材料涂层、电解液添加剂、最高截止电压、LiPF6浓度、电池静置时间、电极厚度、石墨类型和电解液溶剂配比等因素对锂离子电池容量跳水现象的影响进行了详细的研究。
实验中作者采用的单晶NCM523/石墨体系软包电池作为研究对象,其中根据正负极的不同又分为涂层单晶NCM523(21.1mg/cm2)/人造石墨(12.4mg/cm2)、无涂层单晶NCM523(21.1mg/cm2)/人造石墨(12.4mg/cm2)和涂层单晶NCM523(21.1mg/cm2)/天然石墨(12.4mg/cm2),以及一个涂布量稍低单晶NCM523(14.4mg/cm2)/人造石墨(10.2mg/cm2)共四种电池。采用的电解液也分为多种,其中LiPF6的浓度分为1.2M和1.5M两种,添加剂则有VC、FEC、DTD、ES和LFO等几种。
下图为几种电池化成后的Rct(电荷交换阻抗)的数值(电池分别采用4.1V、4.2V和4.3V三种截止电压),从下图a(涂层单晶NCM523(21.1mg/cm2)/人造石墨(12.4mg/cm2))能够看到多数电池随着充电截止电压的提高,Rct都会变的更低,只有电解液中仅含有LFO的电池不同截止电压下电池的Rct都很低。同时我们对比下图a和c还能够发现采用天然石墨的电池的Rct要比采用人造石墨的电池更低,同时加入ES添加剂也会导致更高的Rct。
下图为涂层NCM523/人造石墨电池和非涂层NCM523/人造石墨分别采用不同添加剂的电解液,在4.1V、4.2V和4.3V下的循环数据(1C充/1C放),从下图能够看到没有非涂层NCM523/人造石墨电池在循环性能上要比有涂层NCM523/人造石墨电池更差,电池内阻也增加的更快,如果在电解液中加入1%LFO后能够改善非涂层NCM523电池的循环性能。同时我们从下图也能够注意到随着电池充电截止电压的升高,所有的电池的循环性能都会出现明显的下降,涂层NCM523/人造石墨电池在4.1V和4.2V循环4000千次后容量衰降仍然非常轻微,而充电截止电压提高到4.3V后容量衰降就变的非常明显。
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