Lifepo4/グラファイト バッテリーの経年劣化のメカニズムは何ですか?

リチウムイオン電池は携帯機器や電気自動車などに広く使われており、化石燃料に代わる電源として最も有望視されています。

リチウムイオン電池の容量低下は、充放電速度、カットオフ電圧、放電深度 (DOD)、充電状態 (SOC)、周囲温度などの使用条件に大きく関係します。これらはすべて、リチウムイオン電池の性能と寿命に影響を与えます。

LiFePO4/グラファイトフルセルの経年劣化に対するさまざまな放電速度の影響を調査しました。フルセル容量の劣化速度は、放電率を上げると加速されます。ただし、放電率が 3.0C を超えると、フルセルの劣化メカニズムが変化します。

新しいフルセルと古いフルセルを分解することにより、グラファイトアノードの固有容量は主にその表面の SEI フィルムに関係していると結論付けられました。

SEI膜の形成と発達による活性リチウムの不可逆的な消費が、比較的低い放電率で経時したフルセルの容量低下の主な原因です。放電率が 4.0C および 5.0C の場合、高率でリチウムイオンが急速に抽出された後、アノード上の SEI フィルムが破壊されやすく不安定になるため、容量低下率は比較的高いレベルを維持します。さらに、サイクルの後半では容量の減衰率が増加しますが、これは活物質の劣化に起因すると考えられます。 LiFePO4 電極の性能低下と不安定な SEI 膜は、フルセルを高放電率でエージングすると劣化メカニズムが変化することを示しています。さらに、高い放電率はグラファイトアノードの性能に悪影響を及ぼし、フルセルの内部抵抗を増加させる可能性もあり、これは高率放電能力に悪影響を及ぼします。

結論として、放電率が高いと、電池の全容量が急速に低下し、劣化メカニズムが変化する可能性があります。したがって、放電率が 4.0C 以上の場合、LiFePO4/グラファイトフルセルの劣化を促進するために使用するには適していません。