通过补加新鲜电解液与浸润剂的方式来补充老化电池中的活性锂离子,以期达到老化电池原位容量恢复。
1、老化电池制备
以 1 C /1C循环,LFP 电池和 NCM 电池的循环电压区间分别是 2.75-3.65 V 和 3.0-4.2 V,当电池循环容量衰减至初始容量的 85%时停止循环,获得一批剩余容量均在 85%附近的老化电池,后文称之为旧电池。
2、实验药品
3、实验仪器
4、实验方案
采用补充电解液的方式对 NCM 和 LFP 电池进行原位修复再生。
电池完全放电后,在充满氩气的手套箱内对电池进行拆解后,由于卷芯所受压力及其外部环境发生改变,容量也必然发生改变。因此我们选择对比电池在拆解后,卷芯在浸泡电解液前后所发生的容量变化,并以此数据来计算容量恢复效果。测试了五个对比实验,具体实验步骤如下:
探究不同剩余容量的老化电池对原位修复效果的影响。放电拆解后,将卷芯放入玻璃套管内,两侧采用 parafilm 膜进行密封,进行充放电测试。选用 0.5 C 恒流恒压充电至 4.2V,0.5 C 恒流放电至 3 V,并以此放电容量作为卷芯修复前的剩余容量。在手套箱内将卷芯取出并浸泡在 1M LiPF6 EC/EMC/PC=3.5/6/0.5 电解液中12 h,进行充放电测试。选用 0.5 C 恒流恒压充电至 4.2 V,0.5 C恒流放电至 3 V,并以此放电容量作为卷芯修复后的剩余容量。
5、实验结果
(1)剩余容量对锂电池修复效果的影响
选用同一批次容量保持率分别为92.6%、89.2%、66.1%和 18.6%,使用 0.5 C 进行充放电实验,测试剩余容量对锂电池修复效果的影响。
修复前卷芯重量
修复后卷芯重量
拆解后,四支三元电池在电解液中浸泡 12h 后,重量均增加,同时随着电池老化程度的加深,质量增长率越大,这说明剩余容量越低的电池其内部电解液干涸加剧,因而吸液量增加。
浸泡后发现,随着老化程度的加深,电解液发黄现象更为明显。电解液变质,导致电池容量的衰减。
以上分别为容量保持率在 92.6%、89.2%、66.1%和 18.6%的四只电池,可以看出,随着老化程度的加深,修复前,电池极化也明显改变。前三只电池在重注电解液修复后,放电容量分别由 2414.8 mAh 提升至 2432.2 mAh,2329.1 mAh提升至 2333.9 mAh,1730.6 mAh 提升至 1743.5 mAh。
内容源于《老化锂离子电池原位容量恢复可行性研究》
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