锂离子电池低温老化对锂离子镀层的影响研究



锂离子电池低温老化对锂离子镀层的影响研究

锂离子电池作为可移动的能量存储设备，其使用寿命是非常重要的。在锂离子电池中，金属锂会不断在负极形成，该过程叫做锂电镀。锂电镀现象会导致电池性能严重下降，影响电池寿命，同时会影响电池安全。本文主要研究在低温和高充电率这样长期循环的电镀条件下老化电池所表现的无损特征。

针对商业锂离子电池，主要研究锂电镀对电池老化的影响。本文主要研究低温条件下锂电镀过程及其相应的电池老化现象，同时观察其它电池降解过程和副反应，如SEI的增长，但根据阿伦尼乌斯方程在低温下条件下其增长被认为是微不足道的。因此，锂电镀现象被认为是在这些循环条件唯一重要的老化现象。但同时，由于额外形成的表面膜和电化学活性物质的隔离，因此会引发电镀金属锂的进一步减少。研究表明，锂电镀现象就是锂离子在循环过程中不断损失，该现象影响了电极的平衡能力。随着循环次数的增多,电极的平衡能力逐渐趋于稳定状态，而试验研究进一步表明，电极被削弱的平衡能力是可逆的。电化学阻抗谱显示，电阻电池阻抗能力随着电解质损耗形成锂离子镀层而得到显著提升，而额外的电池能量释放则提供了关于锂层厚度和相应镀锂质量的重要定量信息。

试验研究表明，锂电镀现象在低温和高充电率的条件下对电池老化的短期影响已明确，并且可以通过间接测量得到，是一个可以量化的电池老化过程。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2015年第275期作者：Petzl M et al

编译：郑颖琳