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如果沒有副反應(yīng)的發(fā)生，鋰離子電池在理論上可以實(shí)現(xiàn)無限次循環(huán)，但是由于目前常規(guī)碳酸酯類電解液在正負(fù)極表面并不穩(wěn)定，因此在使用過程中電解液會(huì)在正負(fù)極表面發(fā)生分解反應(yīng)，導(dǎo)致電池容量的持續(xù)衰降。

鋰離子電池在實(shí)際使用中由于電池組內(nèi)單體電池的容量衰降不一致和充電設(shè)備故障等因素可能會(huì)發(fā)生輕度的過充，從而導(dǎo)致鋰離子電池衰降加速，并可能引起電池發(fā)生熱失控。

近日,武漢理工大學(xué)的XiaokangLi(第一作者)和Jianqiang Kang(通訊作者)等人通過實(shí)驗(yàn)測試和等效電路分析等方法對(duì)鋰離子電池容量衰降程度預(yù)測進(jìn)行了研究。

使用壽命是我們?cè)阡囯x子電池使用中非常關(guān)注的一個(gè)指標(biāo),一般來說鋰離子電池的使用壽命主要受兩個(gè)因素的影響:1)使用時(shí)間;2)循環(huán)次數(shù)。

在鋰離子電池中負(fù)極電勢較低,因此會(huì)導(dǎo)致電解液在其表面發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生的分解產(chǎn)物就成為了我們常說的SEI膜。

近日,歐洲委員會(huì)聯(lián)合研究中心的A. Pfrang(第一作者)和E. Figgemeier(通訊作者)利用CT手段對(duì)鋰離子電池在循環(huán)過程中的衰降機(jī)理進(jìn)行了研究。

富鋰材料的比容量可達(dá)250mAh/g以上,遠(yuǎn)高于目前的三元材料,然而富鋰材料在循環(huán)過程中面臨著持續(xù)的電壓平臺(tái)衰降,這不僅僅會(huì)造成電池比能量的降低,還會(huì)影響電池管理系統(tǒng)BMS的正常運(yùn)行。

關(guān)于鋰離子電池衰降機(jī)理的研究多是集中在正負(fù)極材料上,例如許多研究表明活性物質(zhì)損失、內(nèi)阻增加等因素是造成鋰離子電池衰降的主要因素,而對(duì)于粘結(jié)劑在鋰離子電池衰降過程中所起到的作用研究還比較少。

高鎳NCA材料是近年來新興的一種高容量的正極材料，憑借著高容量（可達(dá)200mAh/g）的特性，已經(jīng)在高比能鋰離子電池領(lǐng)域取得了一席之地，目前能夠與之競爭的只有高鎳的NCM811材料。

作為一種近年來新興的高容量負(fù)極材料，高鎳NCA材料因其高容量（>190mAh/g）和出色的循環(huán)性能引起了人們的關(guān)注，已經(jīng)在高端市場上占據(jù)了一席之地。

鋰離子電池由于工作電壓高，已經(jīng)超出了水溶液電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定電壓窗口，因此目前絕大多數(shù)的鋰離子電池都是采用有機(jī)溶劑體系。

酸鐵鋰電池由于卓越的安全性能，使其成為電動(dòng)大巴車最佳的選擇，巨大的使用量使得磷酸鐵鋰電池也會(huì)面臨各種使用環(huán)境和使用條件的考驗(yàn)。

鋰離子電池在循環(huán)過程，前期衰降一般是線性的，但是在循環(huán)壽命的后期，我們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)鋰離子電池的衰降呈現(xiàn)出了加速的趨勢，隨著壽命衰降速度的加快，電池壽命也很快終止。

對(duì)清潔電力、運(yùn)輸和便攜式設(shè)備而言，能量儲(chǔ)存是該領(lǐng)域發(fā)展面臨的最主要的一個(gè)瓶頸。鋰離子電池是目前最具前景的能量儲(chǔ)存設(shè)備，通過電極間可逆的活性反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和釋放。

鋰離子電池在循環(huán)過程中，由于負(fù)極界面膜（SEI膜）再生長，以及一些副反應(yīng)的發(fā)生，會(huì)不斷的消耗鋰離子電池內(nèi)部有限的Li資源，造成電池容量的衰降，也會(huì)使得Li元素在電池內(nèi)部的分布產(chǎn)生改變。