压缩载荷下电池快充过程中锂析出引发的退化
材料科学
2024-02-23 v1 应用物理
摘要
我们报道了受压锂离子电池（LIBs）快充过程中与锂析出相关的容量损失。服役期间压缩载荷下 LIB 的充放电可能影响电池性能或引发电极局部缺陷。将容量为 20mAh 的软包电池施加 0–440 kPa 的标称压力，并进行 10 次 1C 与 4C 倍率的快充循环。实验结果表明，4C 倍率充电的电池经历显著容量衰减，且施加压缩载荷加剧了容量损失。库仑效率研究表明，活性锂损失在初始循环中较高，随后逐渐降低，至第十次充电循环时容量损失最小。我们监测了充电后立即进行的电池电压弛豫，以识别快充循环后析出锂的剥离，结果显示机械压缩载荷下电池的锂剥离持续时间更长。对负极的扫描电子显微镜（SEM）与电子顺磁共振波谱（EPR）表征表明，4C 倍率且受压载荷下充电的负极上锂沉积物显著更多。这些结果表明，施加的机械压缩导致电池快充过程中锂析出增加。
引用
@article{arxiv.2309.15291,
title = {Lithium plating induced degradation during fast charging of batteries subjected to compressive loading},
author = {Prashant P. Gargh and Abhishek Sarkar and Ikenna C. Nlebedim and Pranav Shrotriya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.15291},
year = {2024}
}
备注
Prepint of article submitted to Journal of Power Sources,