对库存损失的来源和在离子电池中延长快充衰老的接口演变的定量分析
Zhenzhen Yang1, Tanvir R Tanim2, Haoyu Liu1
1Chemical Sciences and Engineering Division, Argonne National Laboratory, 9700 South Cass Avenue, Lemont, Illinois 60439, United States.
ACS applied materials & interfaces
|July 26, 2023
概括
离子电池的极速充电 (XFC) 会导致库存损失 (LLI). 在高速率 (9C) 时,金属和SEI层增长占主导地位,影响电池性能和安全性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 库存损失 (LLI) 和阳极/电解质接口反应是离子电池极速充电 (XFC) 的关键挑战,影响性能和安全.
- 在XFC期间量化LLI的原因仍然是一个重要的研究缺口.
研究的目的:
- 在XFC期间调查阳极/电解质接口的衰老机制的演变和相互作用.
- 在不同的收费率下,量化确定不同降解途径对LLI的贡献.
主要方法:
- NMC532/石墨囊细胞在1,6和9°C下接受XFC,持续时间长达1000个周期.
- 电化学测量,ICP-OES,7Li SSNMR和HPLC/MS被用于循环后的表征.
- 使用XPS分析和相关性分析来评估SEI组成和衰老机制相互作用.
主要成果:
- 在1C时,SEI层的增长是损失的主要原因,没有观察到涂层.
- 在9C,损失归因于金属 (42%),SEI层增长 (38.1%) 和不可逆转的间隙 (19%).
- 收费率对SEI构成的影响最小,但老化机制之间的相互作用是显著的.
结论:
- 建立了一个定量框架来分析XFC离子电池中协同作用的阳极降解机制.
- 这项研究为预测SEI故障场景和评估XFC电池容量衰减提供了洞察力.
- 了解LLI机制对于提高快充电池的安全性和寿命至关重要.
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