锂离子电池在首次充电过程中,负极表面会形成固体电解质相界靡/span>(SEI)膜。该过程被称为化成阶段,除了在负极表面生成固态产物外,通常还会伴随有气体产生。气体的积累,会造成电池体积膨胀、阻抗增加等问题,导致电性能衰减、/span>SEI膜的形成与电芯化学体系、正负极极材料、电解液组分、化成工艺等紧密相关。温度影哌/span>SEI膜的生成速率,高温化成可提高电化学反应速率咋/span>SEI膜成型速率,形成的SEI膜一致性较高但疏松、不稳定。低温化成过程形成的SEI膜致密稳定,但反应速率慢,化成时间较长、/span>
本文使用YTJ-120原位产气体积监控仪,通过监测不同温度对化成产气的影响,分析不同温度条件下电?/span>SEI膜的形成速率、/span>
Ø测试方法9/span>
准备三组平行样电芯,将电芯放入分别调节至25ℂspan style="--tw-border-spacing-x: 0;--tw-border-spacing-y: 0;--tw-translate-x: 0;--tw-translate-y: 0;--tw-rotate: 0;--tw-skew-x: 0;--tw-skew-y: 0;--tw-scale-x: 1;--tw-scale-y: 1;--tw-pan-x: ;--tw-pan-y: ;--tw-pinch-zoom: ;--tw-scroll-snap-strictness: proximity;--tw-ordinal: ;--tw-slashed-zero: ;--tw-numeric-figure: ;--tw-numeric-spacing: ;--tw-numeric-fraction: ;--tw-ring-inset: ;--tw-ring-offset-width: 0px;--tw-ring-offset-color: #fff;--tw-ring-color: rgb(59 130 246 / .5);--tw-ring-offset-shadow: 0 0 #0000;--tw-ring-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow-colored: 0 0 #0000;--tw-blur: ;--tw-brightness: ;--tw-contrast: ;--tw-grayscale: ;--tw-hue-rotate: ;--tw-invert: ;--tw-saturate: ;--tw-sepia: ;--tw-drop-shadow: ;--tw-backdrop-blur: ;--tw-backdrop-brightness: ;--tw-backdrop-contrast: ;--tw-backdrop-grayscale: ;--tw-backdrop-hue-rotate: ;--tw-backdrop-invert: ;--tw-backdrop-opacity: ;--tw-backdrop-saturate: ;--tw-backdrop-sepia: ;-webkit-tap-highlight-color: transparent;padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;font-family: 宋体;visibility: visible">?/span>35ℂspan style="--tw-border-spacing-x: 0;--tw-border-spacing-y: 0;--tw-translate-x: 0;--tw-translate-y: 0;--tw-rotate: 0;--tw-skew-x: 0;--tw-skew-y: 0;--tw-scale-x: 1;--tw-scale-y: 1;--tw-pan-x: ;--tw-pan-y: ;--tw-pinch-zoom: ;--tw-scroll-snap-strictness: proximity;--tw-ordinal: ;--tw-slashed-zero: ;--tw-numeric-figure: ;--tw-numeric-spacing: ;--tw-numeric-fraction: ;--tw-ring-inset: ;--tw-ring-offset-width: 0px;--tw-ring-offset-color: #fff;--tw-ring-color: rgb(59 130 246 / .5);--tw-ring-offset-shadow: 0 0 #0000;--tw-ring-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow-colored: 0 0 #0000;--tw-blur: ;--tw-brightness: ;--tw-contrast: ;--tw-grayscale: ;--tw-hue-rotate: ;--tw-invert: ;--tw-saturate: ;--tw-sepia: ;--tw-drop-shadow: ;--tw-backdrop-blur: ;--tw-backdrop-brightness: ;--tw-backdrop-contrast: ;--tw-backdrop-grayscale: ;--tw-backdrop-hue-rotate: ;--tw-backdrop-invert: ;--tw-backdrop-opacity: ;--tw-backdrop-saturate: ;--tw-backdrop-sepia: ;-webkit-tap-highlight-color: transparent;padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;font-family: 宋体;visibility: visible">?/span>45ℂ/span>的原位产气体积监控仪进行化成,使用专用测试软件,实时采集、显示力学测试系统数据,监测电芯化成产气量的差异、/span>
Ø结果分析9/span>
如图所示,在相同化成充放电工步下,电芯?/span>45ℂspan style="--tw-border-spacing-x: 0;--tw-border-spacing-y: 0;--tw-translate-x: 0;--tw-translate-y: 0;--tw-rotate: 0;--tw-skew-x: 0;--tw-skew-y: 0;--tw-scale-x: 1;--tw-scale-y: 1;--tw-pan-x: ;--tw-pan-y: ;--tw-pinch-zoom: ;--tw-scroll-snap-strictness: proximity;--tw-ordinal: ;--tw-slashed-zero: ;--tw-numeric-figure: ;--tw-numeric-spacing: ;--tw-numeric-fraction: ;--tw-ring-inset: ;--tw-ring-offset-width: 0px;--tw-ring-offset-color: #fff;--tw-ring-color: rgb(59 130 246 / .5);--tw-ring-offset-shadow: 0 0 #0000;--tw-ring-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow-colored: 0 0 #0000;--tw-blur: ;--tw-brightness: ;--tw-contrast: ;--tw-grayscale: ;--tw-hue-rotate: ;--tw-invert: ;--tw-saturate: ;--tw-sepia: ;--tw-drop-shadow: ;--tw-backdrop-blur: ;--tw-backdrop-brightness: ;--tw-backdrop-contrast: ;--tw-backdrop-grayscale: ;--tw-backdrop-hue-rotate: ;--tw-backdrop-invert: ;--tw-backdrop-opacity: ;--tw-backdrop-saturate: ;--tw-backdrop-sepia: ;-webkit-tap-highlight-color: transparent;padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;font-family: 宋体">环境下化成产气量最大,35ℂ/span>次之+/span>25ℂspan style="--tw-border-spacing-x: 0;--tw-border-spacing-y: 0;--tw-translate-x: 0;--tw-translate-y: 0;--tw-rotate: 0;--tw-skew-x: 0;--tw-skew-y: 0;--tw-scale-x: 1;--tw-scale-y: 1;--tw-pan-x: ;--tw-pan-y: ;--tw-pinch-zoom: ;--tw-scroll-snap-strictness: proximity;--tw-ordinal: ;--tw-slashed-zero: ;--tw-numeric-figure: ;--tw-numeric-spacing: ;--tw-numeric-fraction: ;--tw-ring-inset: ;--tw-ring-offset-width: 0px;--tw-ring-offset-color: #fff;--tw-ring-color: rgb(59 130 246 / .5);--tw-ring-offset-shadow: 0 0 #0000;--tw-ring-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow: 0 0 #0000;--tw-shadow-colored: 0 0 #0000;--tw-blur: ;--tw-brightness: ;--tw-contrast: ;--tw-grayscale: ;--tw-hue-rotate: ;--tw-invert: ;--tw-saturate: ;--tw-sepia: ;--tw-drop-shadow: ;--tw-backdrop-blur: ;--tw-backdrop-brightness: ;--tw-backdrop-contrast: ;--tw-backdrop-grayscale: ;--tw-backdrop-hue-rotate: ;--tw-backdrop-invert: ;--tw-backdrop-opacity: ;--tw-backdrop-saturate: ;--tw-backdrop-sepia: ;-webkit-tap-highlight-color: transparent;padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;font-family: 宋体">化成产气量最尐/span>。如表所示,45ℂ/span>化成产气变化量为6.511ml:/span>35ℂ/span>化成产气变化量为4.776ml:/span>25ℂ/span>化成产气变化量为3.643ml、/span>
Ø结论9/span>
通过原位产气体积监控仪对不同温度电芯化成时体积变化量的监测,可以观测不同温度化成寸/span>SEI膜形成速率的影哌/span>。测试发现,随化成温度升高,电芯化成产气量增大,高温下电极表面的化学反应速率会增加,导致SEI膜的形成速度加快、/span>