在离子电池充电时,电极板的异质收缩的可视化图
Weiyi Liu1, Haoran Li1, Mai Wang1
1State Key Laboratory of Analytical Chemistry for Life Science, Chemistry and Biomedicine Innovation Center (ChemBIC), School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China.
Analytical chemistry
|August 15, 2025
概括
这项研究使用光学方法揭示了离子电池电极体积变化的空间异质性. 了解这些厚度变化是提高电池寿命和安全性的关键.
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:
- 在循环期间离子电池 (LIB) 的体积变化会影响寿命和安全性.
- 电极板中的异质变形是这些体积变化的主要原因.
- 现有的方法缺乏空间分辨率,无法有效地绘制电极不均性的地图.
研究的目的:
- 引入和验证一种用于映射LIB电极板厚度变化的光学方法.
- 在循环过程中对LFP和NCM阴极的厚度变化进行定量研究.
- 了解导致电极膨胀和收缩的空间异质性的因素.
主要方法:
- 开发了一种光学方法,利用图像度评估来绘制电极板厚度变化图.
- 量化分析了铁酸盐 (LFP) 和氧化 (NCM) 阴极的厚度变化.
- 研究了内部应力和粒子电荷状态对厚度不均性的影响.
主要成果:
- 揭示了在LIB循环过程中电极板膨胀和收缩的显著空间异质性.
- 证明电极厚度在脱过程中减少,在过程中增加,与晶体结构变化有关.
- 确定制造过程中的内部应力是影响厚度不均的额外因素.
结论:
- 拟议的基于图像的方法提供了高空间分辨率,用于分析无气体干扰的电极板变形.
- 厚度不均受到粒子电荷状态和不断变化的内部应力的影响.
- 这种理解对于缓解产能退化和延长LIB寿命至关重要.


