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锂离子电池厚电极的容量衰减机制

锂电前沿  · 公众号  ·  · 2024-09-03 21:31
    

主要观点总结

本文主要探究了高续航新能源车使用厚电极时面临的电化学性能衰减问题。通过实验设计,制备了不同厚度的电极,并进行了充放电循环测试。结果发现在循环过程中,厚电极表现出严重的电化学性能衰减。文章深入分析了厚电极衰减的机理,提出模型解释由于锂离子迁移慢导致的容量衰减,电流密度过大导致的活性颗粒破裂和电池失效。同时,作者也提到了为解决这一问题的方法和建议。

关键观点总结

关键观点1: 实验设计与结果

制备了不同厚度的电极并进行充放电循环测试,发现厚电极在循环过程中表现出严重的电化学性能衰减。

关键观点2: 厚电极衰减机理分析

深入分析厚电极电化学性能衰减的原因,提出模型解释由于锂离子迁移慢导致的容量衰减。深入探讨了电流密度过大导致的活性颗粒破裂和电池失效的机理。

关键观点3: 解决方法的建议

根据实验结果和分析,提出应根据离子传输特征设计极片,避免产生局部电流密度过高的现象,以提高电池使用寿命。


文章预览

现在高续航新能源车的需要迫使电池的能量密度越来越高,使用具有高负载密度活性材料的厚电极是最实用的策略之一,然而,它们的长循环使用过程中,却伴随着电化学性能的严重衰减,功率性能得不满足,容量保持率也越来越差,那究竟什么原因是导致性能变差的瓶颈呢? Kyu-Young Park等人通过设计不同面积度的厚电极探究制约电池衰减的关键过程。 1.实验设计 以NCM622:炭黑:PVDF 97:1.5:1.5比例并加NMP混合成浆,经涂布、烘干和辊压后,制备成面密度不同(20和28mg/cm-2)两种厚度的扣电半电池(2032),压实在2.8-2.9之间,为了确保较好的孔隙率;多通道设备 充放电循环 ,充放电区间2.8-4.3V,倍率1C约为150mA/g,每20次循环后做EIS、化学组成和形貌表征等相关表征分析。 2.结果与讨论 下图是两种厚度的电极截面图,分别是70和100μm(标准电极、厚电极),其余 ………………………………

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