电池的失效分析,电子器件加速寿命试验
研究实用化条件下***的失效机制,长循环性能,尤其是在软包电池条件下的研究有着重要的意义。
研究背景
由于便携式电子设备和电动汽车需求的不断增加,传统的锂离子电池越来越不能满足人们的需求。***由于其自身较高的比容量(3860mAh/g)和极低的电极电势(−3.040 Vvs.标准氢电极电势),因此其被认为是目前高能量密度电池中*有前途的负极材料。但在实际的应用中,***负极不可控的枝晶生长、体积膨胀所带来的安全问题严重的限制了***电池的实用化。尽管目前很多研究学者们发表了大量的论文对***作为负极的科学问题进行了详细深入的分析,但是这些电池大多基于纽扣电池,在大量***的条件下进行测试,离***的实用化还相距较远。研究实用化条件下***的失效机制,长循环性能,尤其是在软包电池条件下的研究有着重要的意义。
成果简介
近期,清华大学化工系张强教授(通讯作者),在Advanced Materials期刊上发表题为“ElectrochemicalDiagram of an Ultrathin Lithium Metal Anode in PouchCells”的研究性论文。文章给出了在不同的电流密度和循环容量下,软包电池中***负极的失效机制,通过大量的实验,总结出了***失效的相图。在较小的电流密度和循环容量下,***负极以***粉化,死锂累积为主要的失效机制,但是对于高电流密度和高的循环容量,***短路行为非常明显。
研究亮点
该工作首次给出***软包电池在不同电流密度下的循环数据及形貌,探究了软包电池中的失效机制,为***的实用化迈出了关键的一步。此外,本文提出的***的沉积脱除行为规律对后续的研究也有很重要的借鉴意义。
图文导读
图1. Li | Li对称电池的Li脱除/沉积过程。
a-c)电流和容量为3.0 mA cm-2/3.0 mAh cm-2,7.0 mA cm-2/7.0 mAh cm-2,和10.0mAcm-2/10.0mAh cm-2 对称电池的电压曲线。
d,e)在3.0 mA cm-2/ 3.0 mAh cm-2 和10.0 mA cm-2 / 10.0 mAhcm-2条件下,***负极的失效机制示意图。