本文共享天津力神LiFePO4/石墨18650圆柱电池的加快老化测验报告。电池根本如下：

  负极双面涂布，A、B面涂布长度别离为700mm和648mm，宽度为58.5mm。正极A、B面涂布长度别离为656mm和627mm，宽度为57mm。负极悬垂宽度（overhang）为1.5mm，上下两边大致持平。负极片的悬垂区域的长度在果冻卷的最内层和最外层别离为44 mm和21 mm，悬垂区域总面积约为97.5mm2，占整个负极面积的0.12%。极片示意图和检测采样方位如图1所示，老化失效后别离在卷芯内部A、中心B和外侧C三个区域采样，圆片采样拼装扣子电池测验电化学功能，矩形采样测验SEM描摹。

  图1  18650电池极片打开图及剖析采样方位 首要，在循环老化之前对电池进行前期测验，测验项目包含循环必定次数、直流内阻（DCIR）和电化学阻抗测验，取得电池的初始状况，包含容量、内阻和电化学阻抗。如图2所示，经过进步环境和温度和充电/放电倍率来加快老化试验，老化包含三种程序： （1）45℃下，0.5C、1C、2C恒流循环测验； （2）依据电动汽车牵引电池的循环寿数要求和测验办法（GB/T 31，484-2015），轻型商用车（LCV）的行进循环测验； （3）依据GB/T 31，484-2015，乘用车（PV）的行进循环测验。     45℃下老化测验和25℃容量、直流内阻和电化学阻抗测验替换进行，每循环20次进行1次测验，以盯梢阻抗和容量信息，从电池挑选到老化测验一共耗时15个月。

  循环功能如图3所示，因为动态条件下的老化LCV和PV行进循环测验别离为45%和35%DoD，循环曲线横坐标选用等效循环次数，即累积的放电容量除以电池初始容量。由图可知，LCV和PC循环次数别离到达近700和800，1C寿数挨近LCV的两倍。0.5C循环比1C具有更高的的衰减速率。在比较来说较高的45°温度下，1C循环条件完成了离子浓度和活性之间的平衡，到达最大循环次数。图3b显现了容量坚持率与各个循环天数的比率，在前 100 个循环内容量急剧下降至不到 0.02%，LCV条件下衰减率起伏最大，其次是PV条件。与车辆工况比较，恒流工况下的衰减率和动摇较小。

  不同SOC下电池的电阻如图4a所示，放电进程的DCIR大于充电的DCIR。在电池老化进程中，在DCIR继续不断的添加，不同SOC下的内阻散布差异逐步减小（图4b）。电化学阻抗谱一般分为4段，别离对应欧姆电阻，SEI阻抗，电荷转移和分散进程。欧姆电阻坐落EIS曲线与实轴的交点处，是集流体、电极和电解质电阻的总和；第二部分是第一个半圆，触及SEI的构成、分化和再生，可以终究靠第一个半圆的跨度来核算；第三部分是第二个半圆，包含电荷转移阻抗和双层电容效应；最终一部分与固相分散电阻有关。EIS测验依据成果得出，EIS曲线的形状在特定电压下没有太大差异，跟着循环进行，EIS图谱显现出显着的向右偏移。

  图5显现了循环失效后的石墨描摹。成果发现颗粒外表堆积不均匀和稀少的多孔的堆积物。卷芯内部的A区SEI成长更密布、更厚，而卷芯外侧的C区更少。这是因为圆柱形电池结构导致A区机械应力较大，在电化学循环进程中颗粒的体积胀大和缩短会损坏初始SEI层，使新的电极外表暴露在电解质中并构成新的SEI。该SEI层的重复决裂和构成直接引发不可逆容量，也会添加电极的界面电阻，削减活性资料的外表积。相同，SEI外表在图（b2）和（c2）中存在，并且褶皱不均匀。这是因为高温效果引起的膜溶解和从头构成，因而膜产生了曲折和凸起的改变并重复成长。

  图5  循环失效后的石墨负极描摹 图6显现了电池老化至80%容量后LFP电极的SEM描摹，其间聚会颗粒的直径为10μm。在每种作业条件下，正极颗粒外表改变不大。但是，因为内层的环绕半径小，在打开和制备进程中会产生电极资料的机械变形，即微裂纹。最严峻的裂缝是图6（d1）。

  为了定量描绘老化机理，对电极不同方位采样拼装半电池并进行了电化学测验试验。如图7（a）所示，实线的数据来自循环开始时的电池电极，代表阴极和阳极电极的实测电位曲线%后的电池。正负极之间的匹配有两个参数目标，即两个电极之间的容量负载比（LR）和偏移OFS，OFS代表SEI构成进程中丢失的锂量。电池退化对OCV曲线的影响较小，但的确影响了阳极和阴极之间的容量匹配联络。电池的老化包含SEI耗费的活性锂丢失、正负极容量比失衡等。其间，活性锂丢失一直主导老化进程。并且卷芯不同方位老化程度不一致。

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