钜大LARGE | 点击量:1572次 | 2018年09月10日
比较分析动力电池三元正极材料的储存性能
诸存性能也是检测电池性能一项很重要的指标。ShoichiroWatanabec力了验证高镍三元的NCA电池的高温储存性能,将NCA(NCR18650)和LiC002(CGR18650E)组装成18650电池,在45℃贮藏2年取出后,对两种电池长期贮存实验中容量衰减进行了研究比较。
这项研究的结果表明,在存储实验中NCR18650存储性能大大优于CGR18650E。储存过程中阻抗增力口和容量衰减主要是由于阴极的降解,并且LCO阴极的恶化大于NCA阴极。他们采用XPS对NCA和LCO阴极表面SEI膜进行了分析,它们有几乎相同的元素,并具有相同的厚度,这表明SEI不是造成NCA和LCO的降解行为差异的主要因素。
扫描透射电子能量损失谱表明两个阴极材料之间有一个非常大的差异。存储前后NCANl-L2,3能量损失近边结构(ELNES)的光谱都在约856.5eV显示有峰,它被归为三价镍,表明NCA在储存过程中其表面结构无明显变化。另一方面,Co-L2,3ELNES光谱的峰值由782.5eV移向781eV,表明LCO贮存后能量明显转移到较低位置。这些结果表明,活性物质表面的晶体结构的变化是贮存试验中电池恶化的主要原因。
在长期的高温贮存过程中NCA阴极材料茌表面晶体/电子结构的变化和阳离子混排情况比LCO阴极材料小得多,表明NCA具有优良的贮存特征。在文中还讨论了LCO/石墨电池和NCA/石墨电池衰减之间的差异。给出了镍基和钴基电池存储后性能差异,镍基电池性能明显优于钴基电池。可以看出储存2年后,LCO电池在负极Code沉淀量大于NCA中Ni在负极的沉积量,说明LCO在储存过程中Co的溶解量较大,破坏了材料的结构,导致的电池性能变差。