高倍率循环下 NMC/石墨商用纽扣电池中的锂深度剖析
材料科学
2026-03-24 v2
摘要
本研究考察了在高倍率循环下商用锂离子纽扣电池正负极材料中锂的分布与演变，为理解锂损失、捕获和析出的机制提供了见解。电池在 1C 至 3C 倍率下循环，并使用锂核反应分析 (Li-NRA)、X 射线衍射 (XRD) 以及配备能量色散 X 射线光谱 (EDS) 的扫描电子显微镜 (SEM) 进行事后分析。Li-NRA 利用入射高能质子与锂之间的共振核反应，测量了正极和负极层中锂的深度分布。Li-NRA 分析揭示了负极表面的锂峰，可能与 SEI 形成和锂析出有关，而正极的锂含量则下降了约 19.7%。循环后正极的 XRD 分析显示 c 晶格参数增大和峰位移动，这与锂耗尽和结构变形一致，并得到了 SEM 成像的支持。相比之下，死石墨负极在 43.3° 处显示出增强的峰，对应于 Li2Co3 的存在。3C 倍率循环还导致容量衰减和内阻增加，凸显了锂析出对电池性能的影响。
引用
@article{arxiv.2509.25697,
title = {Lithium depth profiling in NMC/Graphite commercial coin cells under high C-rate cycling},
author = {Naisargi Kanabar and Seiichiro Higashiya and Daniele Cherniak and Devendra Sadana and Stephen Bedell and Haralabos Efstathiadis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.25697},
year = {2026}
}