香蕉影视欧美成人_99精品视频中文字幕_在线观看欧美理论a影院_日韩久久电影_国产美女精品在线_亚洲欧美区自拍先锋_欧美体内she精视频_亚洲国产精品久久久久

分析NMC532軟包電池循環老化后的電解液和負極變化

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年01月27日  

研究背景:BOL (Begin of life)和EOL (end of life)電池的電化學性能差異、安全性差異以及失效機理一直是頗讓人感興趣的話題。2017年,美國阿貢國家實驗室的Gilbert等人研究了NMC532扣式電池在不同充電上限電壓下的循環容量衰減情況,發現SEI中過渡金屬Mn2+含量與容量衰減程度有很好的相關性,并提出控制正極過渡金屬溶出對于提高電池高電壓循環容量保持率至關重要[1]。

2018年,Jeff Dahn組研究了單晶NMC532軟包電池在55 ℃、不同充電上限電壓(4.0-4.4 V)下1/3 C循環8個月(~750周)的容量保持率,并獲取循環后電池的電解液和負極進行了定量分析,成果詳見Quantifying Changes to the Electrolyte and Negative Electrode in Aged NMC532/Graphite Lithium-Ion Cells,Journal of The Electrochemical Society, 2017, 164 (2): A389-A399。

注意:實驗中所測負極Mn元素含量是在化成后測得,而非循環~750周后測得。

研究結論:

(1)循環充電上限電壓越高,電解液溶劑因酯交換反應生成的DMC、DEC量越多;

(2)循環老化后負極SEI膜中過渡金屬量不到正極材料過渡金屬總量的0.1%,但由于數據點較為分散,作者認為較難確認容量損失損失就是正極過渡金屬溶出所致;

(3)循環老化后電解液鋰鹽濃度和EC:線性溶劑比例沒有顯著變化。

(4)控制正極過渡金屬溶出,電解液添加劑至關重要。

圖文淺析:

一.循環后電池電解液提取

QQ圖片20190117141520.png

圖1. (a)以往所用的液相萃取法獲取電解液示意圖;(b)本實驗所用的離心獲取電池電解液示意圖。

本研究的主要目的是研究NMC532軟包電池經循環老化后電解液和負極的成分變化。為了獲取循環后軟包電池的電解液,本實驗中所用電解液提取方法(圖1b)與以往所用方法(圖1a)有所不同。如圖1所示,以往所用電解液提取方法純粹是液相萃取+離心分離。但由于本實驗不僅要分析電解液,還要分析負極,因此方法上較以往有所改變:先將軟包電池開口進行離心分離,取出電解液后負極用于成分分析。這樣做的好處在于能最大限度避免負極成分受DCM萃取的影響。

QQ圖片20190117141639.png

圖2. 用三種已知不同組分電解液對比以往研究中所用的電解液液相萃取提取和本實驗中所用的電解液離心提取:(a) 2% VC + 98% EMC;(b) 20% EC + 50% EMC + 30% DMC;(c) 30% EC + 70% EMC。

隨后,作者用三種不同組分的電解液對比了圖1所示的兩種不同電解液提取方法的效果。如圖2所示,無論是以往研究中所用的液相萃取法還是本實驗中所用的離心分離法,兩種方法得到的結果幾乎一致,也證明了本實驗中所用的離心提取法提取電解液是切實可行的。

QQ圖片20190117141811.png

圖3. 電解液混合均勻性試驗示意圖:(a)軟包中先加入LiPF6+EC+DEC電解液;(b)再向軟包中加入DMC;(c)電解液各組分開始混合;(d)電解液各組分均勻混合。

QQ圖片20190117141923.png

圖4. GC-MS和ICP-MS分析電解液混合均勻性結果:(a) EC;(b) DEC;(c) EMC;(d) Li+。圖中虛線為預期的混合均勻后的水平。

提取循環后電池電解液進行成分分析,有一點亟需確認:所提取的電解液是否具有均一性?即所取電解液組分是否和電池jelly roll中心部位的電解液成分相一致。為此,作者進行了如圖3所示的實驗,對電解液混合均勻所需要的時間進行了驗證,結果如圖4所示。結果顯示:(1)混合8天后,DC-MS所檢測到的EC、DEC和DMC濃度比例與預想的均勻混合比例一致;(2)混合21天后,ICP-MS檢測到的Li+濃度比例與預想的均勻混合比例一致。考慮到整個循環實驗進行了8個月,時間遠長于電解液均勻混合所需要的21天,因此本實驗中所取得電解液有很好的均勻性和代表性,能代表電池jelly roll中心部位的電解液信息。

二.55℃、不同充電上限電壓(4.0-4.4 V)下1/3 C循環結果

QQ圖片20190117142125.png

圖5. NMC532/石墨軟包電池55 ℃、不同充電上限電壓(4.0-4.4 V)下1/3 C循環結果。

如圖5所示,隨著充電上限電壓的提高,電池容量和平均充放電電壓也隨之提高,電池極化現象也越嚴重(尤其是4.4 V)。55 ℃循環750周,各不同電壓電池容量損失約(12.2 ± 0.2)%。

三.循環750周后電解液和負極成分分析

QQ圖片20190117142229.png

圖6. 循環750周后電池電解液和負極成分分析:(a)產氣量對比;(b)酯交換反應率對比;(c) EC:線性溶劑比例對比;(d) Li+濃度變化;(e)負極所檢測到Mn含量對比。圖e中下實線為新鮮電池負極所檢測到的Mn含量(注:該實驗中負極Mn元素含量是在電池化成后測得,非循環后測得)。

如圖6a所示,電池產氣量似乎隨著充電上限電壓的提高呈現上升趨勢。但考慮到有個4. 0 V電池的產氣量同4.4 V電池產氣量相當,因此產氣量同充電上限電壓之間無法得出確切的趨勢關系。但各電壓下電池的產氣量均小于0.4 mL,遠低于電池的初始體積2.5 mL。圖6b顯示隨著充電上限電壓的提高,酯交換反應率也隨之提高。如圖6c-d所示,EC:線性溶劑比例和Li+濃度在各充電上限電壓下均有沒顯著變化,這也是本實驗電池循環容量能較好保持的原因。圖6e顯示,類似不同電壓下的產氣量,負極所檢測到的Mn元素含量同充電上限電壓也沒有確切的規律,且4.1-4.3 V電壓上限循環后的電池負極Mn含量同新鮮電池相當。

QQ圖片20190117142319.png

圖7. 不同充電上限電壓下循環后電池負極所檢測到Ni、Co、Mn元素濃度。

作者不僅檢測了循環后電池負極Mn元素濃度,還同時檢測了Ni、Co元素濃度。如圖7所示,Ni和Co的濃度在同一水平,表明NMC532正極材料中Ni和Co的溶出速率幾乎一致,且Mn溶出量低于預期水平。

QQ圖片20190117142413.png

圖8. 本實驗電池在不同電壓下化成后負極Mn元素含量同Gilbert等結果對比。

Gilbert等是扣式電池,電解液中未加添加劑,30 ℃循環900 h,而本實驗是軟包電池55 ℃循環5000 h。更重要的是Gilbert等測的是循環后負極Mn元素含量,而本實驗是化成后測得的。

如圖8所示,Gilbert等的結果顯示電池容量損失越大,負極所檢測到的Mn元素含量越高,本實驗中所呈現趨勢與之相似。但值得注意的是,本實驗所測負極Mn元素濃度是在電池化成后測得的,而Gilbert等是在循環后測得。此外,Gilbert等的實驗所用電解液為LiPF6+EC+EMC,未使用任何添加劑,其扣式電池30 ℃、3.0-4.4 V電壓范圍1 C循環900 h容量衰減37%;而本實驗軟包電池使用了FEC和DTD作為電解液添加劑,55 ℃、1/3 C循環5000 h容量損失只有12%左右。這也充分表明要抑制正極過渡金屬溶出應選用合適的電解液添加劑。同時,作者也指出過渡金屬在負極沉積對電池壽命的影響需要進一步深入評估。

QQ圖片20190117142458.png

圖9. 酯交換反應率(a)和負極Mn元素含量(b)同V/V之間關系。

△V 可以反映電池內阻的變化情況,圖5已顯示隨著充電上限電壓的提高電池△V隨著循環周數的增加而增長的趨勢愈發顯著。圖9所示為酯交換反應率和負極Mn元素含量同V/V之間關系。從圖9a可以看出,酯交換反應率同?V正相關,表明電池內阻增大可能同酯交換反應率有關。圖9b顯示負極Mn元素含量似乎同?V正相關,但由于數據點過于分散,且負極所檢測到的Mn元素含量很低,因此無法做出確切結論。

相關產品

成人亚洲精品| 美女黄网久久| 在线视频超级| 狠狠狠综合7777久夜色撩人| 欧美一区二区三区精品| 国产精品白丝jk黑袜喷水| 欧美精品偷拍| 日韩av三区| 日韩毛片一区| a篇片在线观看网站| 欧美一二三区在线| 成人综合婷婷国产精品久久蜜臀| 午夜国产精品视频免费体验区| 麻豆系列在线观看| 在线免费福利| 亚洲美女性生活视频| 日韩一区二区三| 国产精品三级在线观看| 丁香婷婷综合色啪| 久久精品国产亚洲a| 亚洲激情黄色| 狠色狠色综合久久| 欧美日韩国产欧| 日韩av有码| 日韩成人高清| 淫片在线观看| 欧洲成人综合网| 免费网站免费进入在线| 亚洲区免费影片| 国产国产人免费人成免费视频| 午夜一区二区三区在线观看| 亚洲www啪成人一区二区麻豆| 亚洲一区在线观看免费观看电影高清| 91蝌蚪porny成人天涯| 国产传媒一区在线| 久久视频一区二区| 亚洲国产精品v| 一区二区三区四区在线| 精品久久久精品| 欧美亚一区二区| 欧美本精品男人aⅴ天堂| 在线观看91视频| 色婷婷综合中文久久一本| 欧美三级xxx| 欧美日韩一二三| 亚洲精品理论电影| 伪装者在线观看完整版免费| 影音先锋久久| 亚洲人成网www| 亚洲第一狼人社区| 欧美性受ⅹ╳╳╳黑人a性爽| 免费成人av在线| 亚洲国产日韩欧美在线图片| 欧美香蕉爽爽人人爽| 99久久伊人| 欧美国产一区视频在线观看| 欧美xxxx免费虐| 欧美日韩国产首页在线观看| 亚洲国内精品| 91精品产国品一二三产区| 欧美精品乱人伦久久久久久| 你懂的国产精品| 在线毛片网站| 成人一级视频在线观看| 黄色av免费在线看| 丁香一区二区| 日韩精品一区二区三区视频播放| 国产精品调教视频| 在线播放中文一区| youjizz欧美| www日韩大片| 国模精品一区二区| 精品影视av免费| 噜噜噜天天躁狠狠躁夜夜精品| 精品国产一区二区三区不卡 | 亚洲啊v在线| 国产欧美精品一区二区色综合朱莉| 青青草免费观看免费视频在线| 不卡视频一二三| 成人黄色小视频| sm性调教片在线观看| 日本女优北野望在线电影| 亚洲婷婷综合色高清在线| 亚洲激情77| 亚洲精品一区二区三区影院 | 久久久久综合| 中文字幕乱在线伦视频乱在线伦视频| 九九免费精品视频在线观看| 不卡电影一区二区三区| 黄网在线观看| 精品无人区卡一卡二卡三乱码免费卡 | 一色桃子久久精品亚洲| 欧美午夜电影一区二区三区| 亚洲图色一区二区三区| 黄色资源在线看| 亚洲天堂网中文字| 狠狠色丁香久久综合频道| 色88久久久久高潮综合影院| 自拍偷拍亚洲| 欧美人与禽性xxxxx杂性| 亚洲男人的天堂在线| 亚洲国产视频直播| 国产精品资源网站| 91精品一区国产高清在线gif | 色www永久免费视频首页在线| 国产天堂亚洲国产碰碰| 日产精品一区二区| 天天操夜夜干| 久久97超碰色| 岛国av在线播放| 欧美日韩国产专区| 韩国欧美国产一区| 日韩一级欧洲| 亚洲电影有码| 欧美性猛交p30| 欧美视频一区二区三区在线观看| 另类激情亚洲| 日韩一级片在线播放| 国产又黄又大久久| 亚洲一二三区视频| 蜜桃av在线免费观看| 在线免费观看的av网站| 邻家有女韩剧在线观看国语| 美女被人操视频在线观看| 一线天粉嫩在线播放| 青青免费在线视频| 在线看的你懂得| 亚洲深夜福利视频| 宅男在线国产精品| 麻豆精品在线视频| 国产麻豆精品久久| 91嫩草在线播放| 亚洲丁香久久久| 久久综合网色—综合色88| 99在线|亚洲一区二区| 亚洲欧洲二区| 亚洲欧美一区二区精品久久久| 中文字幕成人av| 亚洲国产精品第一区二区| av不卡高清| 国产激情在线播放| 天天色天天操综合| 狠狠色丁香久久婷婷综合_中| 91综合精品国产丝袜长腿久久| 中文资源在线网| 亚洲国产视频直播| 亚洲性人人天天夜夜摸| 羞羞视频在线免费看| 亚洲第一偷拍网| 偷拍与自拍一区| 狠狠v欧美v日韩v亚洲ⅴ| 1000部精品久久久久久久久| 欧美黄在线观看| 免费在线亚洲欧美| 国产精品久久观看| 午夜片欧美伦| 日韩精品不卡一区二区| 欧亚一区二区| 日韩精品视频在线观看一区二区三区| 国产精品久久久久久户外露出 | 国产suv精品一区| 成人在线观看免费网站| 欧美剧情片在线观看| 国产69精品久久久久毛片| 奇米综合一区二区三区精品视频| 国产欧美欧美| 奇米777国产一区国产二区| 国产一二三区在线观看| 尤物视频免费在线观看| 香蕉视频在线网站| 国产一级激情| 亚洲午夜免费电影| 欧美独立站高清久久| 欧美一区二区三区高清视频| 成人在线视频免费观看| 色愁久久久久久| 欧美午夜在线播放| 毛片免费看不卡网站| 黄视频网站在线看| 日本中文字幕伦在线观看| 精品国产一区二区三区久久久蜜月 | 91精品国产综合久久精品| 久久午夜电影| 欧美在线电影| 伊人精品久久| 亚洲国产99| 欧美国产日韩a欧美在线观看| 国产成人精品1024| 国产成人精品aa毛片| 国产精品免费av| 日韩欧美国产视频| 天天综合日日夜夜精品| 国产美女一区| 日韩高清一级片| 99精品国产热久久91蜜凸| 1024成人网色www| 午夜精品久久久| 日韩精品一区二区三区视频在线观看| 91精品国产手机| 在线免费日韩|