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溫度對(duì)電芯SEI膜生成的影響

溫度對(duì)電芯SEI膜生成的影響
利電  2024-11-04  |  閱讀:446

鋰離子電池在首次充電過(guò)程中,負(fù)極表面會(huì)形成固體電解質(zhì)相界面(SEI)膜。該過(guò)程被稱為化成階段,除了在負(fù)極表面生成固態(tài)產(chǎn)物外,通常還會(huì)伴隨有氣體產(chǎn)生。氣體的積累,會(huì)造成電池體積膨脹、阻抗增加等問題,導(dǎo)致電性能衰減。SEI膜的形成與電芯化學(xué)體系、正負(fù)極極材料、電解液組分、化成工藝等緊密相關(guān)。溫度影響SEI膜的生成速率,高溫化成可提高電化學(xué)反應(yīng)速率和SEI 膜成型速率,形成的SEI 膜一致性較高但疏松、不穩(wěn)定。低溫化成過(guò)程形成的 SEI膜致密穩(wěn)定,但反應(yīng)速率慢,化成時(shí)間較長(zhǎng)。

本文使用YTJ-120原位產(chǎn)氣體積監(jiān)控儀,通過(guò)監(jiān)測(cè)不同溫度對(duì)化成產(chǎn)氣的影響,分析不同溫度條件下電芯SEI膜的形成速率

圖片1.png

?測(cè)試方法:

準(zhǔn)備三組平行樣電芯,將電芯放入分別調(diào)節(jié)至25℃、35℃、45℃的原位產(chǎn)氣體積監(jiān)控儀進(jìn)行化成,使用專用測(cè)試軟件,實(shí)時(shí)采集、顯示力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)電芯化成產(chǎn)氣量的差異。

?結(jié)果分析:

如圖所示,在相同化成充放電工步下,電芯在45℃環(huán)境下化成產(chǎn)氣量最大,35℃次之,25℃化成產(chǎn)氣量最少。如表所示,45℃化成產(chǎn)氣變化量為6.511ml;35℃化成產(chǎn)氣變化量為4.776ml;25℃化成產(chǎn)氣變化量為3.643ml。

 image.png

?結(jié)論:

通過(guò)原位產(chǎn)氣體積監(jiān)控儀對(duì)不同溫度電芯化成時(shí)體積變化量的監(jiān)測(cè),可以觀測(cè)不同溫度化成對(duì)SEI膜形成速率的影響。測(cè)試發(fā)現(xiàn),隨化成溫度升高,電芯化成產(chǎn)氣量增大,高溫下電極表面的化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)增加,導(dǎo)致SEI膜的形成速度加快。

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