锂离子电池参比电极研究进展

高金辉，陈韵竹，杨 洋，孟繁慧，徐 宏，王 莉，周 江，何向明

（1清华大学核能与新能源技术研究院，北京100084；2天津力神电池股份有限公司，天津300384）

锂离子电池拥有高电压、高能量密度、长循环寿命、低成本等优点被广泛应用于消费类电子、移动交通工具和储能等领域[1-3]。各种应用场景对锂离子电池的性能要求不尽相同：消费类电子产品最关注的性能是电池的体积能量密度和快充能力；而对于电动汽车来说，电池的安全性、能量密度、快充能力和使用寿命都是关键指标；对于储能应用方面，则比较关注电池的安全性和使用寿命[4]。

为了满足上述性能指标，需要在材料选择、电池设计、过程控制、使用要求、失效分析等方面进行系统研究和改善。锂离子电池作为一种复杂的电化学体系，电极过程会经历多步骤的电化学过程。为了研究各个电化学过程的详细信息，可以通过拆解不同测试状态的电池来更加直观地进行研究分析，从而加快评测速度，提高实验效率。但电池拆解的问题在于其不可逆性，特别是类似于循环这样的长期测试，一旦把电池拆解就无法再继续进行测试了，重新开始循环又要浪费很长时间，因此需要一种原位的、实时的测试评价电池性能的方法。

在电池内部植入参比电极，可以实现原位测试正、负极的电位，对正、负极的电化学阻抗谱进行单独分析，研究极片和电解液之间的界面反应等，不依赖对电池进行拆解，就可以判断出电池性能的好坏并进行初步原因分析。……