célula de bateria de iões de lítio durante o ciclo irá ser acompanhada por uma capacidade reversível contínua diminuir para baixo, resultando numa falha da bateria de iões de lítio, o que resulta em uma bateria de iões de lítio reversível mais capacidade de diminuir para baixo factor de, em geral, nós acreditamos que continuam a crescer filme SEI levando a iões de lítio factores declínio celular cair material de adição deterioração estrutural capacidade reversível positivo eléctrodo devido a diminuir, e o eléctrodo negativo de lítio é uma das principais causas da análise do ião lítio capacidade da bateria declínio gota, mas específico para o sistema em particular e a necessidade particular para utilização analítica.
Recentemente Universidade Jiaotong Yanggao Beijing (o primeiro autor) e Jiuchun Jiang (autor correspondente), que para baterias / grafite NCM em 0-20%, 20%, 40%, 40% -60%, 60%, 80%, 80 e a% -100% de intervalo de 0-100% SoC, diminuir para baixo ciclo de mecanismo foram analisados sob 6C ampliação, encontrado entre 0-20% de ciclo irá causar uma bateria de iões de lítio gera mais o aumento da resistência menos perda de capacidade, enquanto 80-100% mais do ciclo celular pode conduzir à perda de capacidade. estudos mecanicistas mostram declínio para baixo, na proporção de 100% DOD positivo de eléctrodos de perdas de material activo e perda de Li activo é comparável, mas 20 sob DOD%, a principal causa de falha da bateria é uma actividade de redução de iões de lítio perda Li.
parâmetros de teste da bateria empregues na tabela a seguir, a capacidade da bateria de 8Ah, material de eléctrodo positivo NCM, o eléctrodo negativo é um material à base de grafite. testes Arbin utilizando o equipamento de ensaio, todo o ciclo da bateria é deixado num ambiente de temperatura de 25 ° C incubadora reduzida impacto na queda de falha da bateria.
Circulando na bateria de iões de lítio em diferentes dados de alcance SoC mostrado abaixo, para comparação do desempenho do ciclo celular, e 20% DOD da profundidade de descarga 100% DOD, 5 do DOD 20% como um ciclo equivalente ciclo (descarga global capacidade equivalente a 100% do DOD), pode ser visto a partir declínio FIG desde que a velocidade de descida e a velocidade lenta na circulação de '80%, 100%, respectivamente, '>' 20%, 40%, '>' 40% 60% ' ≈'60%, 80% '>' 0, 20%', a três gama intermédia no declínio SoC a velocidade é muito estreita. 100% DOD e 80% SoC-100% SoC ciclo capacidade da bateria cair para baixo velocidade Seja significativamente mais rápido que outras baterias de ciclo 20% DOD.
pulso Yang Gao método actual de medição da alteração da resistência interna da bateria na circulação, devido a diferentes velocidades de resposta diferente impedância interna da bateria de iões de lítio, geralmente correspondente à resistência óhmica mais rápida, de modo que 10mS magnitude da impedância medida predominantemente resistência óhmica, mais lenta é a célula de reacção da resistência de polarização, impedância e, por conseguinte, contém 10mS após a resistência de polarização da bateria e resistência óhmica, que podem ser separados resistência óhmica da resistência de polarização interno e da bateria de iões de lítio com base nestas características.
A partir dos resultados do teste de vista FIG, quanto menor for a resistência óhmica de bateria em que as alterações de circuito, a resistência óhmica da bateria 100% DOD e 0-20% de gama aumento ciclo SoC do que outras células, mas em contraste, o pólo da bateria aumento da impedância é mais significativo, pode ser visto a partir da FIG aumentar a resistência máxima de polarização é o DOD 100% da bateria, enquanto a bateria DOD ciclo resistência de polarização do ciclo celular SoC 20% 0-20% Aumentar o máximo
Depois de se completar o ciclo de ensaio, Yang Gao a bateria a um teste de pequena capacidade 0.05C taxa, a fim de eliminar a influência do factor de polarização, obtendo-se o máximo reversível capacidade de Cmax, e, em seguida, foram descarregadas a taxas diferentes, com a capacidade máxima reversível dinâmica subtraindo a capacidade em diferentes ampliações foi reduzida Closs perda de capacidade causada a partir dos dados dos testes em vista FIG, a perda de capacidade irreversível no máximo SoC-100% SoC 80%, no máximo, do ciclo celular, 0% -20 mínimo% de ciclo máximo SoC perda irreversível de capacidade da bateria, pode ser encontrada a partir da figura b, a perda de capacidade de 0% a dinâmica do ciclo celular SoC -20%, porque eles causam deterioração no máximo. isto sugere que na gama alta ciclo SoC A bateria de iões de lítio pode causar uma grande perda de capacidade reversível e circular na gama baixa de SoC, o que causará a deterioração das características dinâmicas da bateria de iões de lítio.
Métodos A fim de analisar o mecanismo fazendo com que a capacidade da bateria de iões de lítio diminuir para baixo em ciclos janela SoC diferente, Yanggao utilizando o método de volume incremental e ICA método DVA tensão diferencial bateria de lítio é analisada, por um lado de uma célula de três eléctrodos é medido eléctrodo positivo de célula cheia, o eléctrodo negativo durante o carregamento mudança de voltagem e o eléctrodo positivo, um eléctrodo negativo, respectivamente, da célula completa dV / dQ e curva de dQ / dV (mostrado abaixo, amigos interessados pode ver nossos anteriores artigos "um Amway Uma poderosa ferramenta de análise de mecanismo de atenuação - curva dV / dQ), da figura b seguinte, podemos ver que há dois picos principais na bateria inteira, dividindo a bateria inteira em três zonas de reação principais, e isso Os principais picos de ambos são do eletrodo negativo, dividindo a curva dV / dQ em várias partes na figura a seguir b de acordo com a posição do pico característico.
Variação painéis a e b mostram a bateria sob a perda Li activo dV curva diferente / dQ, a partir da figura pode ser visto uma mudança significativa não ocorre na perda Li activo curva de tensão positiva da bateria de iões de litio, a curva negativo deslocamento para a direita vai ocorrer, b pode ser visto a partir da FIG caracterizado por os dois cimeira negativo desvio produzido um aumento global ocorre com perda de Li para a direita, e as alterações na forma ocorre. as FIGS c e d são a reacção no eléctrodo positivo efeito da curva de tensão de perda de material activo resultante a partir da figura pode ser visto o eléctrodo positivo perda de material activo de qualquer efeito sobre a curva de tensão total da bateria e uma curva negativo, enquanto que os picos característicos dV / dQ curva é também nenhuma mudança significativa, principalmente porque a bateria de lítio é Li realmente activa é insuficiente e, portanto, o positivo eléctrodo perda de material activo não tem um grande impacto sobre a capacidade da bateria de lítio é parte do mesmo ponto de vista do eléctrodo negativo perda de material activo de um excesso significativo do eléctrodo negativo, assim, em um ciclo, uma certa quantidade de não tem a capacidade de produzir uma mudança significativa em toda a bateria, mas ele pode causar offset, e reduzir a área do pico característico dV / dQ curva ocorre.
A partir dos dados acima, Yanggao considerado perda Li activo em representantes altura PEarea I e III NEpeak capacidade e bateria de lítio NEpeak II, a capacidade de PEarea II representa principalmente a perda de material activo do eléctrodo positivo, NEpeak I de reacção principal altura e capacidade o eléctrodo negativo perdas de material activo.
Alterações durante o ciclo de picos característicos abaixo mostra a bateria de iões de litio, a variação da FIG. PEareaII em um ciclo, indica que o principal positiva eléctrodo perda de material activo, a principal reacção b na FIG Li perda de actividade, a partir do desenho pode ser ver o positivo da bateria eléctrodo perda de material activo de 100% do ciclo máximo DOD, e 20% DOD do ciclo celular activo é a perda máxima de Li, enquanto a perda de Li em circulação activa acelerando, positivo eléctrodo perda de material activo está constantemente a desaceleração isto indica que o factor principal é a perda de activo de Li 20% DOD da bateria gota capacidade resulta em insuficiência. e e f representam, respectivamente, a variação da altura NEpeak eu Fig e capacidade de reacção do eléctrodo negativo perda de material activo pode ser visto a partir da FIG. 0-20% do circuito de circulação da bateria será eléctrodo perda mais negativo material activo, mas em comparação com a actividade de perda de Li e a perda de material activo positivo, o eléctrodo negativo perdas materiais activos são ainda muito menor, o que sugere que em baterias / grafite NCM o eléctrodo negativo perda de material activo não é reversível capacidade dos principais factores que conduzem ao mau gota.
No geral ciclo DOD 20% para a bateria, a perda de Li activo é o principal factor que leva a diminuir para baixo para a capacidade reversível, e para 100% baterias de ciclo DOD, o material activo positivo eléctrodo e as perdas de Li são o resultado da sua perda de actividade da capacidade reversível Um fator importante no declínio.
O trabalho de Yang Gao sugere que o uso de sistemas diferentes pode levar a diferentes mecanismo de falha para baixo, ciclos a 20% declínio da capacidade da bateria DOD mais lentamente, mas mais rápido aumento da resistência interna, mas se se trata de capacidade ou aumenta a resistência interna deve declinar para baixo mais lento do que o DOD 100% da bateria. para 20% ciclo baterias DOD, a perda de Li activo é a principal causa da perda de capacidade irreversível, a perda de um material activo e Li perda de 100% da bateria DOD positivo eléctrodo ciclo activo são capacidade reversível de bateria O principal fator de declínio.
