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电动车电池爆炸的威力-NMC电池寿命衰降机理分析

锂离子电池在循环进程中会伴跟着继续的可逆容量衰降,终究导致锂离子电池失效,导致锂离子电池可逆容量衰降的要素比较多,一般咱们以为SEI膜的继续成长是导致锂离子电池衰降的首要要素,此外正极资料的结构衰变导致的可逆容量下降,以及负极析锂都是导致锂离子电池容量衰降的重要原因,可是详细到特定的系统和特定的运用办法就需要针对性的剖析。
近来北京交通大学的YangGao(榜首作者)和Jiuchun Jiang(通讯作者)等人针对NCM/石墨电池在0–2飞鸽锂电池电动自行车0%, 20%–40%, 40%–60%, 60%–80%, 80%–100% 和0–100%SoC规模内,6C倍率下循环的衰降机理进行了剖析,研讨发现在0-20%之间循环会导致锂离子电池发作较多的内阻添加,较少的容量丢失,而在80-100%循环会导致电池更多的容量丢失。
对衰降的机理研讨显现,在100%DOD下正极活性物质丢失和活性Li丢失的份额是适当的,可是在20%DOD下,形成锂离子电池衰降的首要原因是活性Li的丢失。
实验中选用的电池参数如下表所示,电池容量为8Ah,正极NCM资料,负极为石墨类资料。
测验选用Arbin测验设备进行,在整个循环进程中电池放置在25摄氏度的恒温箱中,削减温度对电池衰降的影响。
锂离子电池在不同的SoC规模内循环的数据如下图所示,为了比照20%DOD和100%DOD放电深度的电池的循环功能,作者将5次20%DOD循环作为一个等效循环(全体放电容量适当于100%DOD),从下图中可以看到在循环中衰降速度自快而慢别离为[80%,100%]>[20%, 40%]>[40%, 60%] ≈[60%, 80%] > [0, 20%],中心的三个SoC规模在衰降速度上是十分挨近的。
100%DOD和80%SoC-100%SoC循环的电池容量衰降速度要明显快于其他20%DOD循环的电池。
Yang Gao选用脉冲电流办法测量了电池内阻在循环中的改变趋势,由于锂离子电池内部不同的阻抗的响应速度不同,一般来说欧姆阻抗相应最快,因而作者以为10mS量级测得的阻抗首要为欧姆阻抗,而电池极化阻抗反响稍慢,因而10mS今后的阻抗则包含了欧姆阻抗和电池极化阻抗,因而可以依据这些特性对锂离子电池内部的欧姆阻抗和极化阻抗进行别离。
从下图的测验成果来看,电池在循环中欧姆阻抗改变较小,100%DOD和0-20%SoC循环的电池欧姆阻抗添加要高于其他规模的电池,可是比较之下,电池极化阻抗的添加则更为明显,从下图中可以看到极化阻抗添加最大的是100%DOD的电池,而在20%DOD循环的电池中0-20%SoC循环的电池的极化阻抗添加最大。
在完成了循环测验后,Yang Gao将电池在0.05C小倍率下进行了一次容量测验,以消除极化要素的影响,获取最大可逆容量Cmax,然后别离在不同倍率下进行放电,用最大可逆容量减去不同倍率下的容量得到了动力学特性下降导致的容量丢失Closs。

作者: 本网记者 公司案例
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