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南京工业大学王志荣团队:锂镀层对锂离子电池高温老化的影响

论论资讯 | 2023-04-24 2热度

Electrochimica Acta

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Influence of lithium plating on lithium-ion battery aging at high temperature

Liu J.; Zhang Y.; Bai J.; Zhou L.; Wang Z.

Published:2023-06-20
DOI:10.1016/j.electacta.2023.142362

研究背景

现今,电子产品已成为人们日常生活中必不可少的一部分,而锂电池的使用频率也越来越高。但是,锂电池的安全性和寿命一直是人们关注的问题。在低温下循环使用锂电池时,可能会出现钝化现象,从而影响锂电池的使用寿命。因此,如何解决锂电池的钝化现象,提高锂电池的使用寿命,一直是锂电池领域需要解决的问题。

研究内容

在本研究中,研究人员通过非破坏性和破坏性分析方法,研究了锂电池在低温循环后,在高温下的老化情况,并探究了锂钝化现象对锂电池寿命的影响。研究结果表明,锂电池的老化过程可以分为两个阶段。第一个阶段是“死锂”现象,导致电池容量显著下降;第二个阶段是固体电解质界面(SEI)的生长。此外,研究还发现,钝化现象会加速锂电池在高温下的老化,一部分会插入到阳极中,另一部分则与电解液反应,从而消耗掉钝化的锂。因此,电解液分解和SEI的生长是低温循环后高温下锂电池老化的主要机制。在高温下,钝化锂的含量和充放电速率会影响钝化锂的消耗量。当健康状态下降至70%时,具有大量钝化锂的电池或充电电流高,放电电流高低都不会消耗掉钝化锂。影响电池老化的因素按重要性排序为:充电电流>钝化锂含量>高温>放电电流。

研究意义

本研究的创新点在于,通过研究锂电池的钝化现象对锂电池寿命的影响,揭示了锂电池在低温循环后在高温下老化的机制,为解决锂电池寿命问题提供了新思路。同时,研究结果也为锂电池的生产和使用提供了指导意义,以便更好地提高锂电池的安全性和寿命。

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