Литий-ионный аккумулятор широко используется в портативных устройствах и электромобилях и считается наиболее перспективным источником энергии для замены ископаемого топлива.
Снижение емкости литий-ионных аккумуляторов сильно зависит от условий использования, таких как скорость заряда и разряда, напряжение отключения, глубина разряда (DOD), состояние заряда (SOC) и температура окружающей среды, которые все они влияют на производительность и срок службы литий-ионных батарей.
Исследовано влияние различных скоростей разряда на старение полных элементов LiFePO4/графита. Скорость снижения полной емкости элемента ускоряется за счет увеличения скорости разряда. Однако, когда скорость разряда превышает 3,0 C, механизм деградации полного элемента изменяется.
Путем разборки свежих и старых полных элементов был сделан вывод, что собственная емкость графитового анода в основном связана с пленкой SEI на его поверхности.
Необратимое потребление активного лития из-за образования и развития пленки SEI является основной причиной снижения емкости полностью состаренных элементов при относительно низкой скорости разряда. Когда скорость разряда составляет 4,0°С и 5,0°С, скорость снижения емкости остается сравнительно высокой, поскольку пленка SEI на аноде склонна к разрушению и нестабильности после быстрого извлечения ионов лития с высокими скоростями. Кроме того, скорость снижения емкости увеличивается в более поздний период циклирования, что объясняется деградацией активных материалов. Ухудшение характеристик электрода LiFePO4 и нестабильность пленки SEI указывают на то, что механизм деградации меняется, когда полные элементы стареют при высоких скоростях разряда. Кроме того, высокая скорость разряда отрицательно влияет на производительность графитовых анодов, а также может увеличить внутреннее сопротивление полного элемента, что отрицательно влияет на способность к высокоскоростному разряду.
В заключение, высокие скорости разряда могут привести к быстрому снижению полной емкости элемента и изменению механизма деградации. Таким образом, когда скорость разряда превышает или равна 4,0C, ее нельзя использовать для ускорения старения полных элементов LiFePO4/графита.
