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基于時(shí)間老化的4種鋰離子電池技術(shù)特性比較

電池制造商采用多種方法來延長鋰離子電池的使用壽命，提高其效率，擴(kuò)大其使用溫度范圍。這些可通過添加特定的電解液添加劑、改變電極材料或改變化學(xué)計(jì)量比來實(shí)現(xiàn)。因此，鋰離子電池及其老化機(jī)制行為與電池化學(xué)和技術(shù)密切相關(guān)。對(duì)4種鋰離子電池技術(shù)進(jìn)行了為期3年的測試試驗(yàn)。主要研究了電池技術(shù)的老化行為，重點(diǎn)放在電壓與電荷量的曲線、增量產(chǎn)能、電化學(xué)阻抗譜和能源效率上。

將4種鋰電池放在室溫（25℃±1℃）下存放6h，以便在開始測試之前建立一致的電池?zé)岱€(wěn)定性。通過測量電池的剩余容量，將電池完全放電，然后在室溫下以1C速率進(jìn)行循環(huán)的全充電、放電過程。對(duì)電池完全充電后，以電池充電狀態(tài)的20％為間隔進(jìn)行放電。

研究結(jié)果表明，含有錳的鋰電池對(duì)高溫非常敏感，原因是在高溫下由于與電解液發(fā)生反應(yīng)而使錳溶解。通過鋰電池的電壓和充電曲線觀察到，電池隨著老化程度的提高而出現(xiàn)較高的內(nèi)阻，而且含有錳的鋰電池隨著電池的老化其效率會(huì)顯著降低，與磷酸鐵鋰電池和鋰鎳鈷鋁電池在高溫和較高電容量時(shí)相比尤為明顯；磷酸鐵鋰電池有較低的電壓和低能量密度，但其卻有很長的壽命和良好的熱穩(wěn)定性；而鋰鎳鈷鋁電池卻是在電池循環(huán)壽命和更高性能之間的折衷選擇。

刊名：Energy（英）

刊期：2015年第84期

作者：Akram Eddahech et al

編譯：王迪