空间用锂离子电池储存寿命衰降机理分析

锂离子电池在存储的过程中由于界面副反应的存在,会导致活性Li的消耗和内阻的增加(界面膜增厚),引起锂离子电池可逆容量的损失。分析表明,空间用NCA/石墨高比能电池在3.5V状态下存储1年,正极容量损失仅为1%,倍率性能没有受到影响。负极在存储过程中电解液会在其表面发生分解,使负极的接触阻抗和电荷交换阻抗增加50%左右,对电池倍率性能产生一定的影响,但可逆容量没有降低,3.5V存储会造成电池轻微容量降低和倍率性能下降。

空间用锂离子蓄电池循环寿命衰降机理分析

锂离子蓄电池是一个亚稳态的体系,在循环和存储过程中由于界面副反应和材料不可逆相变的存在导致了锂离子蓄电池的界面阻抗增加和可逆比容量的损失。分析了空间用高比能锂离子蓄电池在循环中可逆比容量的损失机理,研究表明:在经过2500次循环后(2.75~4.2V,1.2C充放电),该电池可逆比容量仍然在78%以上。通过EIS、XRD等分析表明:该电池循环中的可逆比容量损失主要来自于正极材料的可逆比容量损失和界面阻抗增加,负极在循环中的可逆比容量损失不足3%,对全电池的可逆比容量损失没有贡献。

深空探测用锂离子蓄电池在轨管理策略研究

高轨卫星、深空探测器在工作周期内地影时间较短,储能电池长期处于搁置状态,而在存储过程中由于界面副反应的存在会导致持续的锂离子电池容量衰降,影响储能电池的使用寿命。通过dV/dQ曲线分析、交流阻抗分析和解剖分析发现在存储过程中活性Li损失是导致锂离子电池容量损失的主要原因,在100%SoC状态时还会导致电解液在负极表面的分解加剧,引起正极的界面膜阻抗RSEI和颗粒间接触阻抗RCR出现明显的增加。研究结果表明:深空探测器电源系统在存储期间为了减少过放电风险,并减少不可逆容量损失,应将蓄电池的荷电状态控制在20%SoC左右,并定期进行充电。