深入分析循環(huán)后的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池

隨著動(dòng)力電池能量密度的不斷提升，三元材料的動(dòng)力電池越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而作為早已普及使用的磷酸鐵鋰材料，有很多一部分已經(jīng)退役或者已經(jīng)接近退役。對(duì)循環(huán)后的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池進(jìn)行深入的分析，找出容量衰減的原因，對(duì)以后動(dòng)力電池性能的提升有著重要的指導(dǎo)意義。

對(duì)某公司的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池進(jìn)行分析：

從右圖中可以看出，常規(guī)的1C循環(huán)，已經(jīng)循環(huán)接近6000次，容量保持率大約在85%，可以看出磷酸鐵鋰的循環(huán)性能還是不錯(cuò)的，

從左邊的表格中可以看出，每隔1000次做的一些功率和內(nèi)阻的測(cè)試，交流內(nèi)阻增長(zhǎng)的速度還是相對(duì)比較慢的，功率下降的速度也是比較慢的；

從圖中可以看出，在循環(huán)5000次以前，基本都是線性增長(zhǎng)的關(guān)系，從5000次到6000次，放電功率下降的幅度突然增大，說(shuō)明是有轉(zhuǎn)折點(diǎn)存在的

將上述動(dòng)力電池進(jìn)行拆解，并將正負(fù)極分別組裝扣式電池進(jìn)行分析，結(jié)果如下；

從半電池?cái)?shù)據(jù)可以看出，正負(fù)極都有一定程度的衰減，整體而言，負(fù)極衰減的更為嚴(yán)重一些，正極最終雖然體現(xiàn)的保持率比較高，但是實(shí)際曲線中顯示的恒壓過(guò)程比較長(zhǎng)，這也說(shuō)明長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)給LFP的結(jié)構(gòu)帶來(lái)的一定的破壞，造成極化加劇、鋰離子脫出難度增大等等；負(fù)極就不必說(shuō)了，畢竟主要的反應(yīng)都發(fā)生在負(fù)極，SEI膜的破碎與重整、增厚等等帶來(lái)的阻抗的增大，都會(huì)給負(fù)極帶來(lái)容量的衰減。

從負(fù)極循環(huán)前后的SEM中也可以看出明顯的區(qū)別，循環(huán)前的結(jié)構(gòu)比較完整，石墨顆粒也是清晰可見(jiàn)的，循環(huán)后的表面已經(jīng)看不出完整的石墨顆粒了，說(shuō)明頻繁的充放電已經(jīng)造成了負(fù)極石墨結(jié)構(gòu)的破壞以及粉化，最終導(dǎo)致負(fù)極的可逆容量降低。

小結(jié)：其實(shí)對(duì)于失效電池，上述分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，單畢竟幾年前的分析技術(shù)水平以及手段都是有限的，循環(huán)6000次的電池基本上要三四年，很多數(shù)據(jù)已經(jīng)找不到了，只能通過(guò)初步的分析得出一個(gè)基本的結(jié)論。隨著現(xiàn)在鋰電測(cè)試水平的不斷提高，我們可以采用原位的一些測(cè)試，在線監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池的使用狀況，并能及時(shí)的根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)電池的使用范圍進(jìn)行指導(dǎo)，這樣就更有利于電池健康的運(yùn)行。 對(duì)于化學(xué)電源而言，衰減是必然存在的，我們所要做的就是盡可能的減緩電池的衰減速率，降低不必要的副反應(yīng)，盡可能的在使用范圍內(nèi)延長(zhǎng)動(dòng)力電池的壽命，推動(dòng)整個(gè)新能源行業(yè)的發(fā)展。