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        蔡司工業CT研究負極的軟包電池容量衰減機理

        發布日期:2023-11-23 14:20:30

           蔡司工業CT技術研究含硅合金負極的軟包電池容量衰減機理

          Berckmans借助X射線CT技術,研究了含硅合金負極的軟包電池容量快速衰減的原因,發現電極層之間出現明顯的機械變形。推測主要是因為在電化學循環過程中,FEC分解產生了較多的CO2氣體。FEC與電解液反應,生成LiF,有助于形成更穩定的SEI膜,能增加循環穩定性,但是同時會產生CO2氣體。CO2氣體會阻礙鋰離子的傳輸,造成活性表面積損失,電池容量降低。產氣量過大,使用FEC的負效應超過正效應。

        蔡司工業CT

        蔡司工業CT VOLUMAX9 TITAN

        蔡司工業CT

          圖5、軟包電池在化成后、循環之前的蔡司工業CT截面圖。右上圖代表電池的截面高度。

        蔡司工業CT

          圖6、循環測試開始后的X射線CT截面圖(沒有施加壓力)。

        蔡司工業CT

          圖8、產氣和變形的可能機理。

          隨后作者試圖采用外加壓力的方式降低FEC的分解速率,發現放電容量增加19%。此外,測試結束后沒有看到電池出現鼓脹現象,表明施加外壓能降低FEC的消耗速率。因此,在設計含硅材料的電池時,外壓是需要考慮的關鍵參數之一。

        蔡司工業CT

          圖9、 施加壓力前后,電池在不同放電倍率下的常溫放電容量對比。


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