动力磷酸铁锂电池的性能研究

　　AD5、AD6 也有类似结果。说明电池经过高温循环后，正负极的Li+嵌入–脱嵌能力均有不同程度的衰减，但负极衰减更加严重。在镍钴铝体系研究结果中则是正极有更严重的衰减。不同功率等级的循环结果显示，1.0C 倍率放电中AD6 有比AD4 更大的容量衰减，特别是负极劣化程度更加明显。ND1 的结果也说明负极有比正极更严重的嵌入–脱嵌能力衰减。

　　交流阻抗（EIS）谱能准确反应各电极过程动力学参数与电极状态之间的关系，高温循环后负极（SOC 为100%）EIS 谱（如图11），有石墨负极的典型特征，由高频、中频两个半圆及低频“Warburg阻抗”组成。图11 中嵌图所示的几个阻抗点以及对应的频率如表4 所示。其中，Rsol、Rsol+SEI、Rsol+SEI+1/2CT阻抗点分别反映溶液、SEI 膜及电荷转移阻抗。循环前后Rsol+SEI 阻抗点有明显差别，AD4 和AD5 的Zre由循环前的8.97 Ω 分别增至12.85 和14.64 Ω，相应频率从4 100 Hz 降低至2 068 Hz；由于循环前后电荷转移阻抗弧明显拉长，只将Rsol+SEI+1/2CT 阻抗点进行比较，AD4 和AD5 的Zre 由循环前的66.13 Ω·cm2分别增至98.37 和108.57 Ω·cm2。Warburg 阻抗点AD4 和AD5 的频率由循环前的0.156 Hz 分别降至0.093 和0.030 Hz，Zre 由116.40 分别增至229.39 和246.40 Ω·cm2。说明循环后负极的电极过程逐渐减慢，SEI 膜阻抗、电荷转移阻抗变化较大。

图11 新电池、AD4、AD5 负极的EIS 谱（SOC 为60%）

表4 循环前后新电池、AD4、AD5 负极的Zre-f 关系（SOC 为100%）

　　3 结论

　　研究表明：常温25 ℃、100%功率等级条件下，循环72 815 次，即满足相应车型行驶8.0×104 km，电池容量衰减为初始值的94.4%（衰减了5.6%），直流内阻增加9.6%；容量与内阻有相应的衰减规律，均表现多段衰减趋势。高温45 ℃、100%功率等级条件下，循环44 019 次，即满足相应车型行驶4.8×104km，电池容量衰减为初始值的82.4%（衰减了17.6%），直流内阻增加36.7%；容量及内阻在循环初期经历短时间稳定后，衰减逐渐增大。循环过程中正、负极嵌入–脱嵌能力均有不同程度衰减，但负极衰减更大，其SEI 膜阻抗、电荷转移阻抗有显着增加。