中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

摘要

 

“雙碳”背景下，儲(chǔ)能電池作為新型電力系統(tǒng)的核心組成部分，其能量效率和循環(huán)壽命成為關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。磷酸鐵鋰電池（LiFePO?）因其高安全性、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，但在長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中，電解液和活性鋰的消耗會(huì)導(dǎo)致電池性能衰減。其中，陽(yáng)極副反應(yīng)導(dǎo)致的電解液分解、活性鋰損失和界面阻抗增長(zhǎng)是影響其壽命的重要因素。因此，優(yōu)化電解液配方，尤其是調(diào)整高阻抗添加劑VC（碳酸亞乙烯酯）的含量和使用方式，是提升電池性能的關(guān)鍵。

 

VC結(jié)構(gòu)式

 

研究目的

 

本研究旨在通過(guò)二次注液技術(shù)，在保證電解液中總VC含量（3%）不變的前提下，調(diào)整兩次注液中VC的含量占比，研究其對(duì)磷酸鐵鋰電池能量效率、低溫性能和循環(huán)壽命的影響，為提升電池性能提供新的思路，此外，VC含量進(jìn)一步適量提升（4%），電池表現(xiàn)出更佳的電性能。

 

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

 

電解液設(shè)計(jì)方案如下表1-表4所示，包括一次注液和二次注液方案。一次注液是在電池烘烤后一次性注入電解液，而二次注液則是在電池化成后再注入部分電解液。實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)整VC添加劑的含量，研究其對(duì)電池性能的影響。

 

電解液方案

 

電池制備

 

未注液電芯采用相同工藝進(jìn)行制備。

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

 

1.一注VC添加劑的最佳添加量

 

通過(guò)氣相色譜測(cè)試化成后殘余電解液中的VC含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，化成期間VC添加劑的消耗量在1.5%-2.0%之間，且當(dāng)電解液中的VC含量從2%提升到3%時(shí)，化成期間消耗的VC含量并未顯著增加，因此確定一注電解液方案中VC的最佳添加量為1.8%。過(guò)高的VC含量將會(huì)導(dǎo)致形成更厚和更高阻抗的界面膜，過(guò)低的VC含量將不足以支撐形成完整穩(wěn)定的界面膜。

 

此外，電解液中總VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，第一次注液的注液量為總注液量的87%，第二次注液的注液量為總注液量的13%，由此可知二注電解液方案中的VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.5%。

 

2.SEI膜的形態(tài)

 

使用透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)分容后的軟包電池中的石墨電極進(jìn)行表征。結(jié)果顯示，一次注液方案形成的SEI膜較厚（8-10 nm），而二次注液方案形成的SEI膜更?。?-5 nm）。這表明二次注液方案有助于形成更薄、更均勻的SEI膜，有利于鋰離子的遷移。

 

3.直流內(nèi)阻（DCR）和能量效率

 

二次注液方案的電池在50%SOC下的DCR值為10.2 mΩ，低于一次注液方案的11.5 mΩ。這表明二次注液方案有助于降低電池的界面阻抗，提高能量效率和低溫性能。

 

電池的能量效率是指放電時(shí)輸出的能量與充電時(shí)輸入的能量之比，是行業(yè)評(píng)判儲(chǔ)能電池的核心指標(biāo)之一，其反映的是電池極化的大小，能量效率越高，表明充放電的極化越小，對(duì)應(yīng)的能量損失也越小。二次注液方案的電池在不同倍率（0.2 C、0.5 C、1 C）下的能量效率均高于一次注液方案。特別是在0.5 C下，能量效率提升了0.4%；在1 C下，能量效率提升了0.7%。

 

4.高溫存儲(chǔ)性能

 

容量保持率和恢復(fù)率：二次注液方案的電池在高溫60℃存儲(chǔ)30天后的容量保持率和恢復(fù)率與一次注液方案相當(dāng)，但阻抗增長(zhǎng)更小。

 

EIS測(cè)試：高溫存儲(chǔ)后，二次注液方案的電池阻抗明顯低于一次注液方案的電池，表明二次注液方案有助于形成更穩(wěn)定的SEI膜，減少高溫存儲(chǔ)過(guò)程中的電解液分解。

 

5.低溫性能

 

磷酸鐵鋰電池較差的低溫性能是限制其在特種領(lǐng)域和極端環(huán)境中應(yīng)用的一個(gè)重要因素。為了評(píng)價(jià)使用二注方案對(duì)電池在低溫下電化學(xué)性能的改善作用，電池在10、0和-20 ℃不同低溫環(huán)境下的放電性能被測(cè)試。二次注液方案的電池在低溫環(huán)境（10℃、0℃、-20℃）下的放電容量保持率高于一次注液方案。在0.2 C下，二次注液方案的放電容量保持率分別為83.36%、70.14%和47.87%，而一次注液方案分別為79.38%、64.91%和39.64%。這表明二次注液方案有助于提高電池的低溫性能。

 

 

 

 

6.循環(huán)壽命

 

常溫循環(huán)：在常溫1C和80%容量保持率的截止條件下，二次注液方案的電池循環(huán)壽命可達(dá)3500次以上，遠(yuǎn)高于一次注液方案的2500次。

 

高溫循環(huán)：在45℃高溫循環(huán)下，二次注液方案的電池循環(huán)壽命可達(dá)1500次，而一次注液方案僅為1050次。這表明二次注液方案有助于提高電池的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性。

 

 

這些結(jié)果表明，在相同的VC含量下，保證一注電解液中有足夠的VC添加劑可以形成穩(wěn)定的SEI膜后，把盡可能多的VC添加劑分配到化成后二次注液的電解液中，可以提升電池在后期的循環(huán)穩(wěn)定性。這是由于在循環(huán)后期，鋰離子在多次嵌入和脫嵌過(guò)程中，石墨顆粒體積發(fā)生膨脹和收縮，導(dǎo)致SEI膜的破損和暴露出新的石墨負(fù)極表面，因此需要更多的添加劑去修復(fù)受損的SEI膜，減少活性位點(diǎn)的暴露和電解液的不可逆分解以保證長(zhǎng)期循環(huán)壽命。

 

7.不同VC含量對(duì)循環(huán)性能影響

 

基于上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)保證一注電解液方案中的VC含量不變，進(jìn)一步提升二注電解液方案中的VC含量，在方形150 Ah電池上驗(yàn)證對(duì)電池循環(huán)性能的影響。

 

 

結(jié)論

 

• 二次注液技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：通過(guò)二次注液技術(shù)，在保證電解液中總VC含量不變的前提下，優(yōu)化電解液配方，可以顯著提升電池的能量效率、低溫性能和循環(huán)壽命。

 

• 最佳VC含量：當(dāng)二注電解液中VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到19%，總VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí)，電池表現(xiàn)出最佳的循環(huán)性能。

 

• 對(duì)電池性能的綜合影響：二次注液技術(shù)對(duì)電池的其他電化學(xué)性能無(wú)明顯負(fù)面影響，同時(shí)為高阻抗添加劑的應(yīng)用提供了更多空間。