储存后锂离子电池的性能研究

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1、研究与设计储存后锂离子电池的性能研究李佳，张建，张熙贵，杨传铮，夏保佳(中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050)摘要：以不同温度、不同荷电态对锂离子电池进行储存实验，通过X射线衍射光谱法(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段研究了储存前后电极活性物质结构和表面形貌的变化；并对储存前后的电池进行测试，研究了储存对锂离子电池的容量、循环稳定性和安全性等综合性能的影响。结果发现，经不同荷电态高温储存后，锂离子电池正负极活性物质的体相结构没有发生变化，但其正极材料的微晶尺度和微应力随储存时荷电态的升高而减小；储存后，正极表面出现较明显的钝

2、化膜，负极表面的固体电解质相界面(SEI)膜增厚。经高荷电态储存后，锂离子电池的交流内阻和厚度变大，1C容量发生衰减，电极充放电极化增大，电池的1C循环性能下降，安全性能下降；放电态储存后，电池的综合性能无明显变化。说明，放电态储存对于锂离子电池是一种较好的储存条件，有利于储存后电池综合性能的保持。关键词：锂离子电池；储存；微结构；综合性能；安全性中图分类号：TM912.9文献标识码：A文章编号：1002-087X(2009)07-0552-05StudyontheperformanceoflithiumionbatteryafterstorageLIJia,

3、ZHANGJian,ZHANGXi-gui,YANGChuan-zheng,XIABao-jia(ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology,ChineseAcademyofSciences,Shanghai200050,China)Abstract:Lithiumionbatterieswerestoredatelevatedtemperatureindifferentstateofcharge(SOC).Thestructureandmorphologyoftheelectrodemater

4、ialswereinvestigatedbymeansofXRDandFESEM,andthegeneralperformancesofthebatteriesbeforeandafterstorageweretested.Theexperimentalresultsrevealedthatafterstorageatelevatedtemperature,themicrocrystalandmicrostressofcathodematerialreducedasthestoringSOCofbatteriesgoingup,thoughthebulkstr

5、ucturesdidnotchange.Meanwhile,duringstoragetheredepositedapassivationfilmonthesurfaceofcathodeastheSEI(solidelectrolyteinterface)filmontheanodegettingthicker.AfterstoredinhighSOC，thegeneralperformanceofthebatterieschangedmoreobviously,includingthefadingof1Ccapacity,thedeteriorationo

6、f1Ccyclingperformance,thedegradationofsafetyperformanceandsoon.However,theperformanceofthelithiumionbatteriesthatwerestoredinlowSOCconditiondidn'tdegrade.Therefore,itcanbeconcludedthatstorageatlowSOCconditionispropitioustokeeporiginalgeneralperformanceoflithiumionbattery.Keywords:li

7、thiumionbattery;storage;microstructure;generalperformance;safety锂离子电池以其能量密度大、工作电压高、循环寿命长和隐患日益增加，关于锂离子电池热分析和安全性方面的研究自放电率低等特点，越来越受到人们的关注，其应用范围也在报道越来越多[5-7]。然而目前，关于锂离子电池的储存对其安全逐渐拓展[1]。然而，与其它电池相同，锂离子电池在使用过程中性能的影响还鲜有报道。因此，本文以锂离子电池的储存和安也会存在着或长或短的储存搁置，人们对其在储存过程中的内全性为切入点，研究了不同储存条件(荷电态、温度和时间

8、)对部结构和性能变化作了一些研究[2-