【摘 要】
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层状三元材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)具有高能量密度和高比容量,在电动汽车领域占据重要地位.但是较差的容量保持率和热安全问题限制了其应用.本文研究了18650型NCA/grap
【机 构】
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中国科学院广州能源研究所,中国科学院可再生能源重点实验室,广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东广州510640;中国科学院大学,北京100049;直流输电技术国家重点实验室(南方电网
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层状三元材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)具有高能量密度和高比容量,在电动汽车领域占据重要地位.但是较差的容量保持率和热安全问题限制了其应用.本文研究了18650型NCA/graphite(2.4Ah)锂电池分区间循环容量衰退机理和热行为.所考虑的荷电状态(state of charge,SOC)区间有0％～20％(低)、20％～70％(中)、70％～100％(高)及0％～100％(全)四个区间.为了获得电池在不同SOC区间循环后衰减状况,以100个循环为一个周期,每个循环周期结束后,在25 ℃下测试四个电池的基础特性,包括容量、容量增量(incrementalcapacity,IC)、电阻及电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS),同时监测电池放电时的温度来讨论电池不同区间循环后的热行为.测试结果表明,电池在全区间循环会降低电池寿命,而在非全区间循环的电池都能一定程度上减缓电池衰老的速度.另外,全区间循环热特性最差而中端循环则表现出较好的热性能,对容量增量曲线分析发现,在高中低区间的性能衰退的主要原因是活性锂离子的损失,而在全区间还包括活性材料的损失和反应内阻的增大.
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