鎳鈷錳三元鋰離子電池不同電壓下浮充失效機(jī)理及熱安全研究

編號(hào)：CYYJ043169

篇名：鎳鈷錳三元鋰離子電池不同電壓下浮充失效機(jī)理及熱安全研究

作者：湯旭旭 許鋌 儲(chǔ)德韌

關(guān)鍵詞： 鋰離子電池 浮充 熱失控 失效機(jī)理 熱安全性

機(jī)構(gòu)： 上�；�工研究院有限公司 上�；�工院檢測(cè)有限公司 工信部工業(yè)（電池）產(chǎn)品質(zhì)量控制和技術(shù)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 三元鋰離子電池由于優(yōu)異的電化學(xué)性能在儲(chǔ)能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本研究采用商用18650型鎳鈷錳酸鋰/石墨體系電池作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,分別在4.2 V、4.4 V和4.6 V的電壓下進(jìn)行浮充實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)新鮮電池及不同電壓工況下浮充電池的容量測(cè)試、容量增量分析、阻抗測(cè)試以及拆解電池后電極材料的XRD、XPS和SEM表征,研究NCM電池浮充失效機(jī)理;通過新鮮電池及不同電壓工況下浮充失效電池的ARC測(cè)試,研究浮充對(duì)NCM電池?zé)岚踩�性影響。�?shí)驗(yàn)結(jié)果表明,浮充電壓越高,電池老化速度越快,4.6 V浮充下電池的平均容量衰減速率達(dá)1.166%/d。高電壓浮充加劇了電池內(nèi)部電解液與電極之間的界面反應(yīng),導(dǎo)致SEI膜增厚,阻抗增加;高電壓浮充也導(dǎo)致了正極集流體的腐蝕,使得Al析出并沉積到負(fù)極,造成電池容量進(jìn)一步衰減;浮充后電池自加熱起始溫度(Tonset)明顯降低,電池?zé)岚踩�性降低。本工作基于NCM電池浮充過程分析、浮充失效材料表征及熱失控實(shí)驗(yàn)研究,將為了解浮充對(duì)鋰離子電池的性能和熱安全性影響提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。