老化现象的大尺寸柱状锂离子电池受到支撑

汽车锂电池超过7000周期,外部压力的有利影响支撑细胞衰老一直在探讨最新的研究先进能源材料亚博网站下载。后循环过程,利用事后检查老年人细胞分析。

研究:支撑的影响在大画幅移动的锂离子电池老化。图片来源:奥勒Moal / Shutterstock.com

锂离子电池的重要性

锂离子电池(LIBs)是广泛应用于便携式设备、电动汽车、和长期电力存储上级权力集中和长期循环稳定性。锂离子电池也用于大型海上设备和船只。

除此之外,可再生能源光伏阵列的辐射方便使用锂离子电池由于其快速和有效的充电和存储。可重复使用的锂电池是理想的远程监控系统由于其延长持续时间、密实度,没有停电时由于自放电设备是不活跃的。因此,锂离子电池已经发现使用在实际生活的各个方面。

主图的实验工作。2.1节处理移动的锂离子电池的老化和部分2.2与随后的事后研究。图片来源:涂抹,p . et al .,先进能源材料亚博网站下载

限制和需要卓越的一生

然而,重要的制约因素依然存在,包括相对较高的价格,限制再生计划,材料短缺,尤其是对于钴和锂,和安全问题。由于这些经济和环境方面的考虑,一个长电池寿命是至关重要的社会可接受性以及减少生态印记和费用。

电极和分隔符后细胞的照片。)细胞1:未老化的参考细胞,b)细胞2:年龄支撑细胞,细胞和c)细胞3:年龄在放松。图片来源:涂抹,p . et al .,先进能源材料亚博网站下载

柱状细胞类型的优点和局限性

囊细胞、圆形或柱状细胞和柱状细胞是三个最常见的细胞类型。严密的包装,简单模块设计和模块高功率密度都是柱状细胞的好处。他们这样做,然而,年龄比圆管由于各种各样的因素,如降低压力或细胞内的机械稳定性。

减压可能导致低参与度不足之间的元素在一个电化学堆栈由于临时和永久性扩张和收缩的阳极和阴极在骑自行车。

当前研究中执行两个步骤。老化实验的电生理研究中,超过7000的电池操作的周期在不同支撑的情况下,提供了第一个部分。恶化的细胞在第二部分研究利用各种事后分析技术。

最新研究成果

所有细胞的研究表现出比较老化,相当大的容量损失在700年第一个周期。3000年左右周期开始,放松细胞表现出更大的下降比支撑细胞的能力。SOH 80%的关键阈值达到了放松细胞在3800周期和细胞在4700周期。

细胞的自行车被打断了五周后7420周期做好的放松细胞和7170个周期细胞观察的弛豫行为。暂停后,放松细胞表现出没有潜在的恢复。对比前最后五个周期时最初的五个周期间隔后,支撑细胞恢复放电率的12%。

扫描电镜截面不同年龄的阴极。)细胞1,参考,b)细胞2,支撑,c)细胞3,放松,w / o涟漪,放松,w / d)细胞3日涟漪。在图片左边电流收集器可以看到在顶部,底部和电极表面附近地区。图片来源:涂抹,p . et al .,先进能源材料亚博网站下载

事后剖析调查

三个细胞受到事后检查。第一个细胞(细胞1)是uncycled基准细胞(形成周期),第二个单元格是支撑细胞(细胞2),第三个细胞放松细胞(细胞3)。

细胞1(参考细胞)显示没有明显的恶化(如口供,脱胶,或裂缝),和电极的表面看起来制服。细胞2(做好老化细胞)刚刚小明显恶化。除了少数位置附近的实际收集、电极似乎是同质的。细胞3电极和分离器(旧细胞,放松)表示严重恶化。的阳极表面细胞的形态学1(参考细胞)显示了一个统一的₂O₃粒子在石墨涂层。

细胞2(支撑),然而,揭示了额外的存放地点,可能代表电解质分解产物。阳极表面的细胞3(放松)有许多涂料,可以归因于涂锂。退化的覆盖只能观察到细胞3、放松的细胞。立即与石墨粒子的交互发生在这些地方,导致锂电镀。yabo214

(a)和锂过渡金属含量(b)在阳极供参考和老化细胞。只眼的指南。图片来源:涂抹,p . et al .,先进能源材料亚博网站下载

机械SOH设计更注重材料的机械性能和电池组件及其对产能损失的影响。亚博网站下载老年人细胞的阳极的机械SOH只是略低于参考细胞。有最小的开裂。总的来说,机械SOH可能用来检测电极材料的恶化。

总之,移动的锂离子电池的老化现象受到支撑评估。外部加固柱状细胞证明改善循环性能在整个老化试验,达到80%的全音阶的阈值900周期后比不加撑的细胞。这一发现强调外部支撑的必要性,特别是一个同质的压力分布,在锂离子电池。

引用

涂抹,p . et al ., 2021。支撑的影响在大画幅移动的锂离子电池老化。先进能源材料。亚博网站下载可以在:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202102448

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