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              蔡司工業(yè)CT研究負極的軟包電池容量衰減機理

              發(fā)布日期:2023-11-23 14:20:30

                 蔡司工業(yè)CT技術(shù)研究含硅合金負極的軟包電池容量衰減機理

                Berckmans借助X射線(xiàn)CT技術(shù),研究了含硅合金負極的軟包電池容量快速衰減的原因,發(fā)現電極層之間出現明顯的機械變形。推測主要是因為在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中,FEC分解產(chǎn)生了較多的CO2氣體。FEC與電解液反應,生成LiF,有助于形成更穩定的SEI膜,能增加循環(huán)穩定性,但是同時(shí)會(huì )產(chǎn)生CO2氣體。CO2氣體會(huì )阻礙鋰離子的傳輸,造成活性表面積損失,電池容量降低。產(chǎn)氣量過(guò)大,使用FEC的負效應超過(guò)正效應。

              蔡司工業(yè)CT

              蔡司工業(yè)CT VOLUMAX9 TITAN

              蔡司工業(yè)CT

                圖5、軟包電池在化成后、循環(huán)之前的蔡司工業(yè)CT截面圖。右上圖代表電池的截面高度。

              蔡司工業(yè)CT

                圖6、循環(huán)測試開(kāi)始后的X射線(xiàn)CT截面圖(沒(méi)有施加壓力)。

              蔡司工業(yè)CT

                圖8、產(chǎn)氣和變形的可能機理。

                隨后作者試圖采用外加壓力的方式降低FEC的分解速率,發(fā)現放電容量增加19%。此外,測試結束后沒(méi)有看到電池出現鼓脹現象,表明施加外壓能降低FEC的消耗速率。因此,在設計含硅材料的電池時(shí),外壓是需要考慮的關(guān)鍵參數之一。

              蔡司工業(yè)CT

                圖9、 施加壓力前后,電池在不同放電倍率下的常溫放電容量對比。


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