登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1电池容量衰减及充放电性能
与0.5C[图1(b)]倍率相比,将充放电倍率降低到0.02C只能使存储181和575d电池的容量保持率增加0.8%和1.4%。因此,长期高温存储导致的电池容量衰减是不可逆的容量衰减。此外,图1(a)显示,电池的直流内阻随存储时间延长而增大的幅度并不显著,这也说明电池内部极化不是导致日历存储电池容量不可逆衰减的主要原因。
2.电池容量衰减机理分析
为了分析电池容量衰减根源,将经过高温存储的电池以1C倍率充电至100%SOC或者放电至100%DOD后拆解。分析拆解出来的极片,以考察高温存储对阴阳极活性材料结构、元素组成和电化学性能的影响。
物相分析
图2为经过不同高温存储时间电池阴极片在100%DOD时的XRD图。与LiFePO4及FePO4的XRD标准谱比较,极片所有衍射峰都对应,未检测到杂相。
图2不同存储时间的电池阴极的XRD谱图
高温存储后电极片的电化学性能
将不同存储时间的电池在100%SOC拆解,以其中的极片作为工作电极、锂片作为对电极制作扣式电池,以0.1C倍率进行充放电测试(图3)。
不同存储时间电池的阴极活性物质首次放电比容量均高于155mAh/g,与未经存储电池的阴极活性物质的比容量接近,说明存储对LiFePO4结构没有明显破坏。图3(c)中扣式电池的恒压充电的比容量稍有增加,但充电总比容量仍与未经存储电池的阴极活性物质的比容量接近。说明经过575d存储后电池阴极的极化增大,但阴极材料的储锂能力并未受到影响,可能与存储过程中电解液分解产物沉积有关。
图3分别以拆解电池的阴阳极为工作电极组装的扣式电池的充放电曲线
经过181和575d存储的电池阳极组装的扣式电池可逆比容量分别为335.6和327.1 mAh/g,分别比未经存储的电池阳极组装的扣式电池可逆比容量小0.8%和3.0%,说明高温存储对石墨储锂能力影响也非常小。出于电池安全角度考虑,全电池中阳极总容量通常超过阴极总容量的10%以上,故高温存储造成的阳极不可逆容量衰减不会对全电池容量造成影响。
图3(d),(e),(f)中,存储181和575d电池阳极首次充电比容量分别为未经存储电池阳极首次充电比容量的90.4%和84.5%,与实际电池的容量保持率接近。所以,电池容量衰减的主要原因是全电池中活性锂离子的损失。
综上所述,高温存储不会明显影响LiFePO4和石墨电极的脱嵌锂能力。100%DOD高温存储电池的阴极存在贫锂相、阳极能够接收的锂离子数量变少的原因不是活性电极材料的嵌脱锂能力发生了显著变化,而是由于电池中可供嵌入/脱出的锂离子数量变少所致。电池中活性锂离子被高温存储过程中发生的电极/电解液界面副反应所消耗,分析活性锂离子损失根源有助于加深对存储容量损失机理的认识。
极片物性分析
图4(a),(b),(c)中新鲜电池阴极中的LiFePO4颗粒呈类球形,粒径在200nm左右;经过181d存储后,LiFePO4颗粒间的空隙大小没有明显变化;经过575d存储后,颗粒间的空隙明显减少。在石墨阳极,随着存储时间增加,副反应产物的量也在变多[图4(d),(e),(f)]。高温存储过程中的副反应产物沉积在极片中,改变了极片的形貌。为了表征副反应对前述活性锂离子损失的影响,进一步分析了阴阳极片中的Li含量,以研究活性锂离子损失的根源。
图4电池极片形貌
表1为100%SOC电池阴阳极的ICP-OES测试结果。阴极中Li含量变化不明显,阳极的Li含量也维持在同一水平,因此不同存储时间电池中阴阳极极片Li总量基本保持不变。
表1不同存储时间电池(100%SOC)极片元素含量
由于100%SOC电池阴极片含锂量非常低,故损失的活性锂离子主要沉积于阳极。在100%SOC高温存储中,阳极长期处于嵌锂、电位非常低的状态,电解液很容易在其表面发生还原反应,消耗锂离子,生成含锂的副反应产物。为了确定阳极表面可溶性锂的组成,对100%DOD电池的拆解阳极进行电位滴定,结果见表2。
表2 100%DOD电池阳极可溶性锂构成
阳极表面以碳酸盐形态存在的Li元素随着存储时间延长而增加(见表2),表明电池存储过程中生成了大量无机锂盐组分。无机盐是溶剂还原反应的重要产物,是电池存储过程中电解液大量分解所致。
电极反应动力学
电化学阻抗谱(见图5)中,虽然阴极Rct随高温存储时间延长而增大[图5(a)],但阴极Rct较小,对电池内阻影响也较小。阳极EIS[图5(b)]RSEI随存储时间变化不明显,但Rct随存储时间延长而显著增加。由于高温存储过程中电解液副反应产物沉积于石墨表面,阳极比表面积随存储时间增加而减小,存储0、181和575d电池阳极比表面积分别为3.42、2.97和1.84cm2/g。阳极比表面积下降使发生在阳极表面的电化学反应活性减小,导致阳极/电解液表面的电荷转移电阻Rct增大。
图5扣式电池电化学阻抗谱
综上所述,在高温存储过程中,嵌锂态阳极长期处于低电位状态,电解液还原反应消耗活性锂离子,最终生成无机锂盐;高温增加了电解液还原反应速率,使活性锂离子大量损失(图6)。此外,阳极副反应产物沉积、SEI膜增厚,造成电极动力学性能变差。
图6日历存储容量衰减机理示意图
3.电池高温存储性能改进
因为电池高温存储过程中的容量损失主要来自阳极表面的副反应造成的活性锂离子损失,所以在电解液中添加SEI膜热稳定添加剂(ASR)可以提升SEI膜的高温稳定性,降低阳极表面的副反应活性,减少活性锂离子损耗。
图7不同电解液电池存储曲线及SEI膜热稳定性
基础电解液中添加1%ASR可以有效提升电池的高温存储寿命。添加1%ASR后,575d容量保持率从85.8%提升至87.5%[图7(a)]。DCR增长速率较基础电解液明显下降,阳极可溶性含锂化合物含量也有所减少(表3)。对100%SOC电池阳极进行DSC分析[图7(b)],100℃以下的吸热峰为残留溶剂受热挥发。
表3使用ASR电解液100%DOD电池阳极可溶性锂构成
加入ASR前,阳极90℃开始发生放热反应,为阳极表面SEI膜分解;加入ASR后,分解温度提高至101℃。加入ASR后SEI膜热稳定性明显提升,可有效减少活性锂离子损耗,改善电池存储寿命。
三、最终结论
通过系统地研究商业化磷酸铁锂电池高温存储中的电化学性能,极片物理及电化学特性,发现高温存储中电池容量损失主要来源于长期处于低电位的阳极还原电解液,造成活性锂离子损失。
阳极还原电解液的副反应产物大量沉积于阳极,沉积物中的无机组分阻碍锂离子扩散,使阳极反应动力学性能下降。通过在电解液中添加SEI膜热稳定剂能有效提升SEI膜的热稳定性,从而减少电解液的还原反应,降低活性锂离子消耗,提升高温存储寿命。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,6月4日,冠盛股份在其投资者活动中透露,公司的半固态磷酸铁锂电池主要面向储能客户,在安全性上较传统液态电池有显著提升,如通过针刺、挤压、碰撞等实验后不燃烧、不爆炸等,针对一些对安全性要求高的特定场景,如与人直接接触的储能场景等,能获得一定的溢价空间。在循环寿命方面
“绿电直连”11类应用场景测算(来源:微信公众号“孙小兵”作者:孙小兵)2025年6月4日2025年5月,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号)(以下简称“650号文”)。作者结合近期在零碳园区策划上的实践和思考,对绿电直连专线缴纳输
作者:彭鹏1王成东2陈满1王青松2雷旗开1金凯强2单位:1.南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室引用本文:彭鹏,王成东,陈满,等.某钛酸锂电池储能电站热失控致灾危害评价[J].储能科学与技术,2025,14(4):1617-1630.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1006本
136号文出台后,新能源全电量推向市场,不再全电量收购,不再做政策保障下的“巨婴”。这会给作为“新能源稳定器”的新型储能带来什么?近期举办的第十三届储能国际峰会暨展览会上,一场圆桌论坛汇聚了来自储能制造、储能运营、电网企业、高等院校的代表对该问题的思想碰撞。短期利空,长期利好,机遇
5月29日17时06分,江苏吴中区太湖街道雷山路与东太湖路交叉口处往西60米一货车运载的磷酸锂电池组起火。消防员立刻同步调派叉车转移起火电池组至安全区域,结合锂电池起火的特殊性最终决定使用“围堰淹没处置战法”快速控制火情,有效避免次生灾害。约半小时后,火势已被控制,一小时后明火已完全扑灭
北极星储能网获悉,6月3日,1批汽车用钠离子动力电池组,经福州海关所属宁德海关关员现场实施危包使用鉴定合格,并取得危险货物包装使用鉴定证书后顺利出口。据悉,这是全国首批钠离子汽车动力电池出口。钠离子电池是一种新型二次电池,其工作原理与锂离子电池类似,通过钠离子在正负极间的往复移动实
北极星储能网获悉,5月30日,红河发展集团所属公司红发新基建投资的锡城共享储能项目全容量并网成功,成为云南省红河州首个并网成功的储能项目。项目总投资3.9亿元,占地约48亩,装机规模200MW/400MWh,采用磷酸铁锂电池、构网型技术路线。项目投运后不仅能有效平抑可再生能源出力波动,促进新能源消纳
5月30日,河北恒昌能源旗下的赵县陆森新能源科技有限公司发布了河北恒昌能源100MW/200MWh共享储能电站项目设计施工总承包(EPC)招标公告。项目位于河北石家庄赵县范庄镇孝友村南环路与西环路交口西行300米路南。本工程建设建设磷酸铁锂电池100MW/200MWh,套建设1座110kV升压站,以1回110kV线路接入220k
据外媒报道,近日,三星SDI与通用汽车同意于2027年在印第安纳州合资厂导入电动车用磷酸铁锂电池生产线。原先该厂仅规划生产镍含量超过80%的三元锂电池,现改为并行生产。电池网注意到,3月14日,三星SDI宣布,将通过发行新股筹集2万亿韩元(折合人民币约99.6亿元),用于投资美国和欧洲的工厂以及新技
文丨黄河水电作者丨吴梦雪北极星储能网讯:5月30日,青海海南州塔拉滩上捷报传来,黄河公司建设的贡玛储能电站正式并网,标志着公司目前最大容量集中式储能电站建成投运。至此,黄河公司储能装机容量增加至473兆瓦/1168.23兆瓦时。“贡玛储能电站是‘青豫直流’外送通道的重要配套支撑项目,电站投产后
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年5月26日-2025年5月30日期间发布的储能项目动态整理如下:我国首个大型锂钠混合储能站投产5月25日,我国首个大型锂钠混合储能站——南方电网宝池储能站在文山壮族苗族自治州丘北县正式投产。宝池储能站属于国家新型储能试点示范项目,也是云南省首
刚刚过去的CIBF2025中国深圳电池展上,固态电池成为绝对主角,除了多家参展电池企业展出了多款半/全固态电池产品外,相关产业进程更是成为行业关注焦点。除此之外,固态电池概念在资本市场上的热度也持续攀升。如此强劲发展势头下,固态电池产业化进程是否能够提前到来?这一点或许从固态电池发展现状
北极星储能网讯:5月21日,上海市科学技术委员会发布2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南,提到新型储能有储能电池本体技术、新型储能系统安全防护与智能测控技术2个方向可以申报。其中,高性能液流电池技术的考核指标为全钒液流电池额定功率≥70kW,体积功率密度≥160kW/m³,储能时长≥4
5月21日,上海市科学技术委员会发布2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南的通知,通知指出,涉及光伏技术方向有4项:1.新型光伏电池制备技术1.AI同步辐射的钙钛矿光伏材料与器件高通量协同研发与设计技术研究内容:开发60亿+参数的钙钛矿光伏电池专用大语言及材料生成式AI开源科学基础模型
5月20日,《美国化学会会刊》刊发了一则论文显示,中国科研领域在全固态电池失效机制研究方面取得重要突破。中国科学院金属研究所联合加州大学尔湾分校组成的团队,首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中的软短路—硬短路转变机制及其背后的析锂动力学,破解了固态电池短路难题。来源丨北极星电池网受
电力规划的重点是按照宏观政策指引,以可控成本合理部署各类电力资源来保障长期的电力安全,权衡“低碳、经济、安全”三元目标。过去以常规电源为主、用电负荷平稳增长的电力系统在开展规划时,主要考虑电力电量的供需平衡、各类电力资源的可开发潜力和技术特性、应急备用能力及环境政策要求等约束条件
2025年初,136号文件横空出世,我国的新能源行业随之进入了旨在加快构建新型电力系统、推动新能源市场化进程的政策密集且深入的调整期。从政策过山车到市场马拉松,储能行业也正经历从"政策依赖"到"价值创造"的涅槃重生。这一过程不仅重构了储能行业底层逻辑,更催生了技术迭代、模式创新与生态重构的
北极星氢能网获悉,5月21日,上海市科学技术委员会发布《2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南》,征集范围包括:绿色燃料、可再生能源、新型储能、新型电力系统。其中绿色燃料领域包括电催化合成氨关键技术、质子交换膜电解水制氢高性能膜电极开发及批量化制造技术、阴离子交换膜电解水制
近日,阿特斯阳光电力集团股份有限公司旗下阿特斯电力电子事业部自主研发的组串式储能变流器项目在阿特斯扬州工厂成功实现全容量并网发电!该储能项目总装机规模12MW/35.61MWh,阿特斯为该项目提供设计、储能成套设备供应及配套技术服务。其中,储能变流器采用阿特斯自主研发的组串式变流器,该产品支
北极星储能网讯:5月16日,国家电投黄河水电发布了国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2024年度数据成果。据悉,国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)位于黑龙江省大庆市,是全球首个光伏、储能户外实证实验平台,也是国家能源局批复的国内首个“国字号”实证实验平台,规划布置实证实验方案640
在新能源行业,从来没有一种电池能解决所有问题。大储追求低度电成本和长循环寿命;工商储注重模块化灵活配置,同时兼顾高安全性和经济性;动力电池聚焦快充、高能量密度和超长循环——不同的场景,对电池性能的要求不甚相同。如果试图用单一技术路线满足所有需求,就像用同一把钥匙开所有的锁,结果只
作者:叶涛1王怡君2唐子龙1潘国梁2单位:1.清华大学材料学院;2.上海国缆检测股份有限公司引用:叶涛,王怡君,唐子龙,等.全钒液流电池电解液容量衰减及草酸恢复研究[J].储能科学与技术,2025,14(3):1177-1186.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0838本文亮点:1.通过dQ/dV等电化学特性曲线和化学滴定
据德国媒体“BneIntelliNews”报道,5月28日,玻利维亚位于NorLipez的法院裁定立即暂停玻利维亚国家锂业公司与中国和俄罗斯公司的锂矿特许权交易,禁止开展与协议相关的任何行政或运营活动,直至司法程序终结。这一决定导致去年玻利维亚国家锂业公司与宁德时代子公司香港CBC和俄罗斯UraniumOne集团签署
2025年5月30日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号)。这是我国首份绿电直连政策法规,旨在探索创新新能源生产和消费融合发展模式,促进新能源就近就地消纳,更好满足企业绿色用能需求。在国际碳贸易壁垒下,绿电直连政策是我国应
2025年,磷酸铁锂“大洗牌”已经开始。6月2日,中核钛白公告称,拟终止年产50万吨磷酸铁募投项目。钛白粉、磷化工等跨界企业正在加速出局。然而,就在此时头部企业却已经纷纷绑定大单、加大投资。6月3日,湖南裕能宣布定增募资48亿!拟投建各类磷酸盐正极材料。正所谓,几家欢乐几家愁!磷酸铁锂,作为
北极星储能网获悉,6月3日,1批汽车用钠离子动力电池组,经福州海关所属宁德海关关员现场实施危包使用鉴定合格,并取得危险货物包装使用鉴定证书后顺利出口。据悉,这是全国首批钠离子汽车动力电池出口。钠离子电池是一种新型二次电池,其工作原理与锂离子电池类似,通过钠离子在正负极间的往复移动实
北极星储能网获悉,5月30日消息,储能系统集成商Powin向公司注册地美国俄勒冈州提交了一份通知,表示该公司正在面临于7月底停止运营的风险,理由是“不可预见的商业环境”。Powin表示,它将裁员近250名员工。据外媒报道,该公司没有解释哪些因素威胁着它的未来,但Powin的电池来自中国,也许受到特朗普
6月2日,由华润创业、华润电力及华润科学技术研究院联合发起设立的“香港智慧低碳发展创新联盟”成立典礼暨“香港低碳发展高峰论坛”在香港华润大厦举办。香港特区政府财政司陈茂波司长,中央政府驻港联络办经济部吕峰副部长,中国工程院陈清泉院士,集团王祥明董事长、韩嵩副总经理出席活动。联盟旨在
北极星储能网获悉,6月2日消息,为加强锂离子电池全生命周期安全与质量管理,市场监管总局(国家标准委)近日批准发布《锂离子电池编码规则》(GB/T45565—2025),并将于2025年11月1日起实施。该标准由中华人民共和国工业和信息化部提出,归口于中国电子技术标准化研究院,由比亚迪、宁德时代、亿纬锂
近日,宁德时代与东风汽车有限公司东风日产乘用车公司(以下简称“东风日产”)在上海签署战略合作协议。双方将围绕电池技术研发、产品创新及市场拓展,构建全链条深度合作,探索“研发-生产-营销”协同新模式。宁德时代将全域超充、CIIC一体化智能底盘、800V高压平台等前沿技术优先应用于东风日产的车
在被视作下一代储能电池——500+Ah储能电芯的竞赛上,远景动力和宁德时代率先发力。5月29日,远景动力沧州超级工厂正式下线500+Ah储能电芯,成为行业率先实现500+Ah电芯量产的企业。无独有偶,本月中旬,宁德时代位于山东济宁的新能源电池工厂一期项目投产。此前,有消息称,宁德时代587Ah储能电芯将于
继万润新能、龙蟠科技、富临精工等行业巨头后,高压密磷酸铁锂迎来了一位重量级玩家——华友集团。近日,华友集团全资子公司浙江友山新材料科技有限公司公开了一项《一种高压实密度磷酸铁锂材料的制备方法》的专利。专利摘要显示,本发明公开了一种高压实密度磷酸铁锂材料的制备方法,通过大、小颗粒磷
5月29日,锂价正式跌入5字头时代。碳酸锂期货主力合约开盘跌破6万元/吨大关,收盘于58860万元/吨。同时,业内曝出6月份的碳酸锂供应量预计依然还将大幅增长。本着“没有最低,只有更低”的精神,市场价格的矫枉过正的戏码正在越演越烈。然而,也正是此时,真正的产能出清才可能如期到来。锂价!开启5字
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!