含15%硅的软包电池日历老化四年研究
化学物理
2023-03-09 v1
摘要
少量高容量硅基材料已用于商用锂离子电池的负极，有助于提升其能量密度。尽管硅具有显著的存储能力，其仍持续与电解液反应，加速随时间推移的电池性能衰减。然而，关于该反应对锂离子电池日历老化具体影响的可用信息极为有限。在此，我们分析了在21°C下存储四年后，含有15 wt% Si（及73 wt%石墨）的450 mAh软包电池的老化效应。我们表明，当电池存储于高荷电状态（SOC）时，由于颗粒隔离发生了严重的硅容量损失，而在存储前完全放电的电池中则未出现该现象。阻抗上升在电池保持高SOC时也显著更高，且主要源于正极发生的现象；负极处持续的电解液还原并未导致体相电极电阻的大幅增加。一系列测试后表征提供了关于时间与SOC对含硅电池日历老化影响的额外信息。我们的研究凸显了硅在日历老化过程中带来的诸多挑战，可为该领域未来研究提供参考。
引用
@article{arxiv.2209.00138,
title = {Pouch cells with 15% silicon calendar-aged for 4 years},
author = {Marco-Tulio F. Rodrigues and Zhenzhen Yang and Stephen E. Trask and Alison R. Dunlop and Minkyu Kim and Fulya Dogan and Baris Key and Ira Bloom and Daniel P. Abraham and Andrew N. Jansen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00138},
year = {2023}
}