电动车刚充电炸了一下-限制锂电池快充能力因素

本网记者 2019-10-16 人已围观

最近,美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)和美国田纳西州立大学(University of Tennessee)的研讨人员针对NMC811/石墨系统的快充约束要素进行了详尽评价。
图文浅析首要,作者别离剖析了不同充电倍率下NMC811/石墨全电池、NMC811扣电和石墨扣电的容量发挥。
图1A所十大质量电动车品牌有那些示为NMC811/石墨软包电池的充放电曲线。
不难看出充电倍率越高,电池容量衰减越快:1/10C充电电池容电动车电池毛病灯报警量为197mAh/gNMC,6C充电电池容量衰减至140mAh/gNMC(72%容量坚持率)。
如图1B所示,与全电池比较,NMC811扣电1/10C充电电池容量为197mAh/gNMC,6C充电电池容量为162mAh/gNMC(80%容量坚持率)。
图1C为石墨的扣电充放电曲线。
石墨容量随充电倍率进步而衰减的现象更为显着:1/3C充电容量为347mAh/ggraphite,1C充电容量为284mAh/ggraphite(80%容量坚持率),而6C充电容量则衰减至99mAh/ggraphite(40%容量坚持率)。
以上成果证明高倍率下石墨负极的功能恶化更为严重,负极是约束电池快充才能的关键要素。
为了进一步精确评价不同充电倍率下正、负极的容量特性及扫除对电极的影响,作者取了50%SOC全电池的正、负极别离制成对称电池。
图2A和图2B别离NMC811和石墨对称电池的充放电曲线,图2C为不同倍率下NMC811和石墨容量密度衰减及N/P比改变。
与扣电成果类似,当充电倍率高于1 C石墨容量急剧下降,而NMC811则在1/10 C到4C都还有着较好的容量坚持。
为了防止析锂,电池设计时都会让N/P比大于1。
但如图2C所示,初始N/P=1.15,跟着充电倍率进步石墨容量衰减过快,会呈现N/P<1的现象(3 C充电N/P=1,4 C充电N/P=0.5),然后极易发作析锂(图2D)。
此外,作者还使用对称电池研讨了NMC811和石墨在不同温度下的EIS谱。
比照图3A和图3B能够发现,虽然石墨是约束电池快充才能的重要要素,但其在各测验温度下均有较小的电荷转移电阻,标明电荷转移电阻不是约束石墨快充功能的要素。
图3C所示不同温度下NMC811和石墨对称电池的Arrhenius联系,其间斜率代表各电极的解溶剂化能。
虽然Li+在石墨上的解溶剂化能较小,但考虑到石墨负极厚度大于NMC811正极厚度,高充电倍率下分散和锂盐耗费将成为约束快充的重要要素。
增大正极负载量是进步电池能量密度的有用方法之一。
但如图3D所示,关于NMC532,跟着负载量的进步,高倍率下容量衰减益发显着;而因为NMC811有着更高的体积能量密度,平等负载量和高倍率下其容量衰减较NMC532弱许多。
因而,正极资料负载量和品种也会影响电池快充特性,电池设计时也应予以考虑。
论文信息:Chengyu Mao,RoseE.Ruther,Jian lin Li Zhi jia Du,Ilias Belharouak.Identifying the limiting electrode in lithium ion batteries for extreme fast charging.Electrochemistry Communications,2018,97:37-41.责编:刘苗苗

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