摘要：电池系统是支撑下一代新型电网的关键,然而不合理的充放电策略会使电池发生析锂副反应,导致电池充放电性能大幅减弱。因此,文中针对三元锂离子电池,基于参比电极揭示了析锂后电池的充电性能变化情况,并对其安全充电电流进行控制。首先,设计不同温度下的充放电循环实验,得到低温循环与高温循环后的电池;其次,通过植入参比电极标定安全充电曲线对比电池的负极电位,发现高温循环后的电池发生了析锂,且平均充电电流相比新电池降低了61.7%;最后,对析锂后的电池建立安全充电荷电状态-温度-电流等高线图,对比新电池等高线图后发现,200 A以上的充电电流区域减少了69.84%。文中提供了一个析锂后电池充电性能衰减的量化指标,需要在实际的锂离子电池全寿命周期管理中予以考虑。

摘要：锂离子电池负极析锂可能会诱发热失控,进而导致安全事故。而通过优化电池设计参数能够有效减少析锂副反应的发生,因此本工作提出一种基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计优化方法。首先,将模型参数进行分类,分别采用实验、精确测量、文献查找和参数辨识等方法获取相应的参数。同时加入可逆锂重嵌入机制和产热模型,建立三维电化学热耦合析锂模型。模型建立完成后,对模型精度进行验证,验证结果表明模型可以较好地模拟电池在常温和低温下端电压的变化,并且能够定量描述在低温大倍率充电期间电池内部的析锂程度、温度分布等非均一现象。最后,通过分析电极尺寸和极耳位置,研究电池设计参数对非均一析锂的影响。仿真结果表明:电极长度增加会导致电极区域温度差异和电流密度的不一致性增大,综合影响下使电池析锂时间略有提前,但对电池总体析锂程度影响较小;电池极耳位置处于长度方向的轴线对侧时能够有效缓解负极析锂,相对析锂程度降低了16.7%。