随着锂电池在动力和储能等领域得到广泛应用,锂电池的寿命问题成为限制其发展的重要桎梏。电池处于存储状态时也会发生性能衰退而影响寿命,因此,研究电池自放电过程中的阻抗变化以表征内部电化学反应与结构相变过程,对于电池寿命模型完...随着锂电池在动力和储能等领域得到广泛应用,锂电池的寿命问题成为限制其发展的重要桎梏。电池处于存储状态时也会发生性能衰退而影响寿命,因此,研究电池自放电过程中的阻抗变化以表征内部电化学反应与结构相变过程,对于电池寿命模型完善有十分重要的意义。基于此,该文通过容量增量曲线对电池容量衰减的内因展开分析;在不同影响因素下自放电过程中电池阻抗谱变化规律的基础上,利用弛豫时间分布法进行理论原理分析;最后,在电池自放电老化过程的原理推导的基础上总结电池容量衰减量随时间的变化规律,并结合实验数据建立不同影响因素下电池容量衰减模型。结果表明,在存储过程中,电池的固体电解质界面(solid electrolyte interface,SEI)膜内阻增大,且存储温度越高、初始充电状态(state of charge,SOC)越大,相应的阻抗增加幅度越大。自放电过程电池老化主要原因是可循环活性锂离子的消耗和SEI膜的生长。同时该文推导出电池容量损失与时间近似呈0.5次方关系,并利用实验数据拟合得到电池在不同初始SOC和不同存储温度影响下的容量变化模型,为锂电池寿命模型预测提供更进一步的参考。展开更多
基金the National Natural Science Foundation of China (22122904) for funding supportsupported by the National Natural Science Foundation of China (21978281, 22109155)+1 种基金the bureau of international cooperation Chinese academy of sciences, CAS-NST Joint Research Projects (121522KYSB20200047)the Scientific and Technological Developing Project of Jilin Province (YDZJ202101ZYTS022)
文摘随着锂电池在动力和储能等领域得到广泛应用,锂电池的寿命问题成为限制其发展的重要桎梏。电池处于存储状态时也会发生性能衰退而影响寿命,因此,研究电池自放电过程中的阻抗变化以表征内部电化学反应与结构相变过程,对于电池寿命模型完善有十分重要的意义。基于此,该文通过容量增量曲线对电池容量衰减的内因展开分析;在不同影响因素下自放电过程中电池阻抗谱变化规律的基础上,利用弛豫时间分布法进行理论原理分析;最后,在电池自放电老化过程的原理推导的基础上总结电池容量衰减量随时间的变化规律,并结合实验数据建立不同影响因素下电池容量衰减模型。结果表明,在存储过程中,电池的固体电解质界面(solid electrolyte interface,SEI)膜内阻增大,且存储温度越高、初始充电状态(state of charge,SOC)越大,相应的阻抗增加幅度越大。自放电过程电池老化主要原因是可循环活性锂离子的消耗和SEI膜的生长。同时该文推导出电池容量损失与时间近似呈0.5次方关系,并利用实验数据拟合得到电池在不同初始SOC和不同存储温度影响下的容量变化模型,为锂电池寿命模型预测提供更进一步的参考。
