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基于动态参数响应模型的动力锂离子电池循环容量衰减研究

蒋跃辉 艾亮 贾明 程昀 杜双龙 李书国

基于动态参数响应模型的动力锂离子电池循环容量衰减研究

蒋跃辉, 艾亮, 贾明, 程昀, 杜双龙, 李书国
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  • 结合锂离子电池容量衰减主要机制,建立了基于动态参数响应的电化学热耦合模型,研究磷酸铁锂电池循环寿命及电池内部的电化学行为.模型采用恒流恒压充放电制度对电池进行循环充放电仿真计算.结果显示:800次循环后,电池容量衰减率约为6.35%,电池内部固体电解质界面膜阻抗增大了15.6 mm-2.分别探讨了充放电倍率、负极活性物质颗粒粒径、负极固相体积分数对电池循环寿命的影响.研究表明:400次循环后,相较于1C(C表示充放电倍率)倍率下的容量衰减率3.31%,2C,3C,4C容量衰减率分别达到3.93%,4.69%和5.04%;负极活性颗粒粒径为2和10 m时对应容量衰减率分别为2.89%,3.87%,差值接近1%;固相体积分数在[0.5,0.6]区间内能保持最好的电池循环稳定性和寿命发挥.
      通信作者: 贾明, jiamingsunmoon@aliyun.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51204211,51222403)、工信部工业转型升级强基工程专项(批准号:0714-EMTC02-5271/6)和湖南省战略性新兴产业与新型工业化专项资金(批准号:2015GK1045)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-10
  • 修回日期:  2017-03-10
  • 刊出日期:  2017-06-05

基于动态参数响应模型的动力锂离子电池循环容量衰减研究

  • 1. 中南大学冶金与环境学院, 长沙 410083;
  • 2. 湖南艾华集团股份有限公司, 益阳 413002
  • 通信作者: 贾明, jiamingsunmoon@aliyun.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51204211,51222403)、工信部工业转型升级强基工程专项(批准号:0714-EMTC02-5271/6)和湖南省战略性新兴产业与新型工业化专项资金(批准号:2015GK1045)资助的课题.

摘要: 结合锂离子电池容量衰减主要机制,建立了基于动态参数响应的电化学热耦合模型,研究磷酸铁锂电池循环寿命及电池内部的电化学行为.模型采用恒流恒压充放电制度对电池进行循环充放电仿真计算.结果显示:800次循环后,电池容量衰减率约为6.35%,电池内部固体电解质界面膜阻抗增大了15.6 mm-2.分别探讨了充放电倍率、负极活性物质颗粒粒径、负极固相体积分数对电池循环寿命的影响.研究表明:400次循环后,相较于1C(C表示充放电倍率)倍率下的容量衰减率3.31%,2C,3C,4C容量衰减率分别达到3.93%,4.69%和5.04%;负极活性颗粒粒径为2和10 m时对应容量衰减率分别为2.89%,3.87%,差值接近1%;固相体积分数在[0.5,0.6]区间内能保持最好的电池循环稳定性和寿命发挥.

English Abstract

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