動(dòng)力磷酸鐵鋰電池的性能研究

　　AD5、AD6 也有類似結(jié)果。說(shuō)明電池經(jīng)過(guò)高溫循環(huán)后，正負(fù)極的Li+嵌入–脫嵌能力均有不同程度的衰減，但負(fù)極衰減更加嚴(yán)重。在鎳鈷鋁體系研究結(jié)果中則是正極有更嚴(yán)重的衰減。不同功率等級(jí)的循環(huán)結(jié)果顯示，1.0C 倍率放電中AD6 有比AD4 更大的容量衰減，特別是負(fù)極劣化程度更加明顯。ND1 的結(jié)果也說(shuō)明負(fù)極有比正極更嚴(yán)重的嵌入–脫嵌能力衰減。

　　交流阻抗（EIS）譜能準(zhǔn)確反應(yīng)各電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)參數(shù)與電極狀態(tài)之間的關(guān)系，高溫循環(huán)后負(fù)極（SOC 為100%）EIS 譜（如圖11），有石墨負(fù)極的典型特征，由高頻、中頻兩個(gè)半圓及低頻“Warburg阻抗”組成。圖11 中嵌圖所示的幾個(gè)阻抗點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的頻率如表4 所示。其中，Rsol、Rsol+SEI、Rsol+SEI+1/2CT阻抗點(diǎn)分別反映溶液、SEI 膜及電荷轉(zhuǎn)移阻抗。循環(huán)前后Rsol+SEI 阻抗點(diǎn)有明顯差別，AD4 和AD5 的Zre由循環(huán)前的8.97 Ω 分別增至12.85 和14.64 Ω，相應(yīng)頻率從4 100 Hz 降低至2 068 Hz；由于循環(huán)前后電荷轉(zhuǎn)移阻抗弧明顯拉長(zhǎng)，只將Rsol+SEI+1/2CT 阻抗點(diǎn)進(jìn)行比較，AD4 和AD5 的Zre 由循環(huán)前的66.13 Ω·cm2分別增至98.37 和108.57 Ω·cm2。Warburg 阻抗點(diǎn)AD4 和AD5 的頻率由循環(huán)前的0.156 Hz 分別降至0.093 和0.030 Hz，Zre 由116.40 分別增至229.39 和246.40 Ω·cm2。說(shuō)明循環(huán)后負(fù)極的電極過(guò)程逐漸減慢，SEI 膜阻抗、電荷轉(zhuǎn)移阻抗變化較大。

圖11 新電池、AD4、AD5 負(fù)極的EIS 譜（SOC 為60%）

表4 循環(huán)前后新電池、AD4、AD5 負(fù)極的Zre-f 關(guān)系（SOC 為100%）

　　3 結(jié)論

　　研究表明：常溫25 ℃、100%功率等級(jí)條件下，循環(huán)72 815 次，即滿足相應(yīng)車型行駛8.0×104 km，電池容量衰減為初始值的94.4%（衰減了5.6%），直流內(nèi)阻增加9.6%；容量與內(nèi)阻有相應(yīng)的衰減規(guī)律，均表現(xiàn)多段衰減趨勢(shì)。高溫45 ℃、100%功率等級(jí)條件下，循環(huán)44 019 次，即滿足相應(yīng)車型行駛4.8×104km，電池容量衰減為初始值的82.4%（衰減了17.6%），直流內(nèi)阻增加36.7%；容量及內(nèi)阻在循環(huán)初期經(jīng)歷短時(shí)間穩(wěn)定后，衰減逐漸增大。循環(huán)過(guò)程中正、負(fù)極嵌入–脫嵌能力均有不同程度衰減，但負(fù)極衰減更大，其SEI 膜阻抗、電荷轉(zhuǎn)移阻抗有顯著增加。