目前,鋰離子電池在電動汽車、儲能、航天等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,并對電池壽命提出了長達10¹5年的要求。然而,鋰離子電池的壽命并不能滿足設(shè)備需求。為了開發(fā)新型長壽命鋰離子電池,對電池進行壽命評價十分必要,但是基于實際使用條件下的鋰離子電池壽命評價通常需要花費很長的時間。加速老化實驗是可以對鋰離子電池壽命進行快速評價的方法之一。其中,鋰離子電池性能衰減加速應(yīng)力條件的研究可為鋰離子電池壽命的快速評價提供參考,同時為鋰離子電池壽命預(yù)測提供數(shù)據(jù)及理論依據(jù)。本論文分別以充放電倍率、放電深度（Depth of discharge,DOD）以及環(huán)境溫度為加速應(yīng)力條件,對LiCoO₂/MCMB電池及LiCoO₂/graphite電池進行加速老化實驗,通過全電池充放電曲線、放電截止電壓、電化學(xué)阻抗譜等對不同測試條件下的電池性能衰減原因進行分析。同時,對電池進行拆解,采用扣式半電池對老化前后的單電極電化學(xué)性能、活性鋰損失等進行定量分析,通過對單電極表面形貌、組成、本體結(jié)構(gòu)等方面的研究對影響單電極性能衰減的因素進行解析。研究環(huán)境溫度25℃、30%D... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

模擬的化成過程中電池單電極電壓與SOC的關(guān)系圖

第 1 章 緒論在鋰離子電池的老化過程中，負極表面 SEI 膜的損壞與修復(fù)，以及在極端測試條件下負極表面形成的鋰沉積物，均會造成活性鋰的不可逆消耗，進一步導(dǎo)致電池可用容量區(qū)間向高 SOC 方向移動[70,71]。同時，負極表面 SEI 膜以及鋰沉積物的形成均會造成負極性能的衰減，當(dāng)負極容量衰減至低于正極可用容量時，將造成金屬鋰的大量沉積，加速電池的容量衰減，并可能引發(fā)安全問題[72]。在鋰離子電池循環(huán)過程中，正極材料不可避免地也將發(fā)生性能的衰減，同樣對全電池性能的發(fā)揮造成影響。根據(jù)以上分析，在電池循環(huán)過程中，活性材料損失（Loss of active material,LAM）與活性鋰損失（Loss of lithium inventory, LLI）是造成電池容量損失的兩個因素[73-76]。以上兩種方式造成的電池容量損失，根據(jù)影響的電極及其鋰化程度，可以進一步劃分為四種類型，分別為脫鋰過程中正極的損失（LAMdePE）、嵌鋰過程中正極的損失（LAMliPE）、脫鋰過程中負極的損失（LAMdeNE）以及嵌鋰過程中負極的損失（LAMliNE），并且描繪了不同衰減類型下不同容量損失比例造成的電池容量衰減情況，結(jié)果如圖 1-2 所示[69]。

它允許鋰離子通過，但阻隔了電解液和電子，因此的進一步分解和電極的腐蝕，這層保護層被叫做固體電解lectrolyte interphase film, SEI film）[84]。通常，SEI 膜的形成分解產(chǎn)物的產(chǎn)生[84]。根據(jù)研究報道，SEI 膜的組成較復(fù)雜，機物內(nèi)層（如 Li2CO3、LiF 和 Li2O 等）和多孔的有機物外層2Li 等），無機物層通常為電解質(zhì)鹽的分解產(chǎn)物，有機物層的部分分解產(chǎn)物[85-87]。SEI 膜的厚度通常在幾個 到幾百個情況下，實際形成的 SEI 膜并不理想，其性質(zhì)與電極的比表成以及嵌鋰電流密度等緊密相關(guān)。在長期的循環(huán)或者存儲過穩(wěn)定存在的，會不斷地發(fā)生分解并再次形成，而 SEI 膜在循度與其初始形成的 SEI 膜質(zhì)量息息相關(guān)。 1-3 所示，SEI 膜的不斷變化伴隨著負極的整個老化過程。過程中，由于鋰離子不斷的嵌入與脫出，以及正極金屬陽離致 SEI 膜的分解破裂，SEI 膜的修復(fù)過程造成電解液進一步不可逆消耗[88]。當(dāng)電池循環(huán)條件較差時，負極表面可能會形

【參考文獻】：
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