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镍钴锰三元锂离子电池不同电压下浮充失效机理及热安全研究
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作者 汤旭旭 许铤 储德韧 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2044-2053,共10页
三元锂离子电池由于优异的电化学性能在储能领域得到广泛应用。本研究采用商用18650型镍钴锰酸锂/石墨体系电池作为实验对象,分别在4.2 V、4.4 V和4.6 V的电压下进行浮充实验。通过对新鲜电池及不同电压工况下浮充电池的容量测试、容量... 三元锂离子电池由于优异的电化学性能在储能领域得到广泛应用。本研究采用商用18650型镍钴锰酸锂/石墨体系电池作为实验对象,分别在4.2 V、4.4 V和4.6 V的电压下进行浮充实验。通过对新鲜电池及不同电压工况下浮充电池的容量测试、容量增量分析、阻抗测试以及拆解电池后电极材料的XRD、XPS和SEM表征,研究NCM电池浮充失效机理;通过新鲜电池及不同电压工况下浮充失效电池的ARC测试,研究浮充对NCM电池热安全性影响。实验结果表明,浮充电压越高,电池老化速度越快,4.6 V浮充下电池的平均容量衰减速率达1.166%/d。高电压浮充加剧了电池内部电解液与电极之间的界面反应,导致SEI膜增厚,阻抗增加;高电压浮充也导致了正极集流体的腐蚀,使得Al析出并沉积到负极,造成电池容量进一步衰减;浮充后电池自加热起始温度(T_(onset))明显降低,电池热安全性降低。本工作基于NCM电池浮充过程分析、浮充失效材料表征及热失控实验研究,将为了解浮充对锂离子电池的性能和热安全性影响提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 锂离子电池 浮充 热失控 失效机理 热安全性
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