不同充电机制锂离子电池老化行为分析

闫晟睿 孙笑寒 王丹 刘晓蕾

（中国第一汽车股份有限公司 新能源开发院，长春130013）

1 前言

三元锂离子电池因其比能量高，比功率大，耐低温性能良好，允许大倍率充电，目前已经广泛应用于纯电动汽车动力系统[1]。寿命是评估电池性能的重要指标之一，电池可用容量会随着循环使用逐渐下降，电池长期处于大倍率充放电状态下会缩短其寿命，合适的充放电策略可以减缓这种变化，从而节约成本。因此，研究锂离子电池循环使用过程中充放电倍率对其容量衰减的影响具有重要意义。

不同的充放电倍率对锂离子电池衰减机理的影响非常复杂，一般将锂电池的衰减机理分为可用锂离子的损失（LLI）和正负极活性材料的损失（LAM），部分文献中将正负极活性材料的损失继续细分为正极富锂材料的损失（LAMliPE），正极欠锂材料的损失（LAMdePE），负极富锂材料损失（LAMliNE），负极欠锂材料的损失等（LAMdeNE）[2]。LLI主要由SEI膜、CEI膜的厚及负极表面的析锂导致的[3]。当锂离子电池经历低温充电或快速充电等工况时，锂离子可能会在负极表面还原成锂金属，发生析锂现象。产生的锂枝晶，可能造成局部微短路，从而造成安全隐患。析出的锂枝晶即使不刺破隔膜，也会在负极表面沉积，与电解液发生副反应，形成氟化锂、烷基锂、碳酸锂、磷酸锂[2]等产物，造成活性锂离子存量损失。LAM主要包括结构损坏，铁、锰等离子的溶解等导致的正负极材料损失，石墨负极材料和锰酸锂正极材料来说容易遭受活……