鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年08月12日
磷酸鐵鋰動力鋰電池循環(huán)后的分析
隨著動力鋰電池能量密度的不斷提升,三元材料的動力鋰電池越來越受到人們的關(guān)注,而作為早已普及使用的磷酸鐵鋰材料,有很多一部分已經(jīng)退役或者已經(jīng)接近退役。對循環(huán)后的磷酸鐵鋰動力鋰電池進行深入的分析,找出容量衰減的原因,對以后動力鋰電池性能的提升有著重要的指導意義。
對某公司的磷酸鐵鋰動力鋰電池進行分析:
從右圖中可以看出,常規(guī)的1C循環(huán),已經(jīng)循環(huán)接近6000次,容量保持率大約在85%,可以看出磷酸鐵鋰的循環(huán)性能還是不錯的,
從左邊的表格中可以看出,每隔1000次做的一些功率和內(nèi)阻的測試,交流內(nèi)阻上升的速度還是相比較較慢的,功率下降的速度也是比較慢的;
從圖中可以看出,在循環(huán)5000次以前,基本都是線性上升的關(guān)系,從5000次到6000次,放電功率下降的幅度突然增大,說明是有轉(zhuǎn)折點存在的
將上述動力鋰電池進行拆解,并將正負極分別組裝扣式電池進行分析,結(jié)果如下;
從半電池數(shù)據(jù)可以看出,正負極都有一定程度的衰減,整體而言,負極衰減的更為嚴重一些,正極最終雖然體現(xiàn)的保持率比較高,但是實際曲線中顯示的恒壓過程比較長,這也說明長時間的循環(huán)給LFP的結(jié)構(gòu)帶來的一定的破壞,造成極化加劇、鋰離子脫出難度增大等等;負極就不必說了,畢竟重要的反應(yīng)都發(fā)生在負極,SEI膜的破碎與重整、增厚等等帶來的阻抗的增大,都會給負極帶來容量的衰減。
從負極循環(huán)前后的SEM中也可以看出明顯的差別,循環(huán)前的結(jié)構(gòu)比較完整,石墨顆粒也是清晰可見的,循環(huán)后的表面已經(jīng)看不出完整的石墨顆粒了,說明頻繁的充放電已經(jīng)造成了負極石墨結(jié)構(gòu)的破壞以及粉化,最終導致負極的可逆容量降低。
其實關(guān)于失效電池,上述分析是遠遠不夠的,單畢竟幾年前的分析技術(shù)水平以及手段都是有限的,循環(huán)6000次的電池基本上要三四年,很多數(shù)據(jù)已經(jīng)找不到了,只能通過初步的分析得出一個基本的結(jié)論。隨著現(xiàn)在鋰電測試水平的不斷提高,我們可以采用原位的一些測試,在線監(jiān)測動力鋰電池的使用狀況,并能及時的根據(jù)數(shù)據(jù)對電池的使用范圍進行指導,這樣就更加有利于電池健康的運行。關(guān)于化學電源而言,衰減是必然存在的,我們所要做的就是盡可能的減緩電池的衰減速率,降低不必要的副反應(yīng),盡可能的在使用范圍內(nèi)延長動力鋰電池的壽命,推動整個新能源行業(yè)的發(fā)展。