Technical Papers and Presentations

锂离子电池在过充的情况下，由于负极余量不够会在负极表面析出一层锂金属，一方面，析锂会造成大量的锂离子损失，造成内阻增加和容量衰减；另一方面，如果析出的锂继续增长会生成锂枝晶，锂枝晶会刺穿隔膜造成内部短路触发热失控，对电池的安全性造成极大的威胁，因此检测析锂对电池管理系统至关重要。该工作采用COMSOL Multiphysics中的锂离子电池模块，通过增加析锂动力学方程的方法，为26650圆柱形锂离子电池建立了过充条件下的析锂模型，并通过实验进行了验证。通过研究在0.2 C和0.5 C倍率下过充至4.5 V，4.6 V，4.7 V，4.8 V，和4.9 V时的负极电位变化得出是否析锂的结果。根据负极析锂程度定义了完全析锂和不完全析锂，析锂首先发生在负极-隔膜界面，随着析锂动力学的进行，会逐渐向集流体端移动，如果析锂进行到负极-集流体界面，则称为“完全析锂”，否则为“不完全析锂”。结果表明不完全析锂的电压区间为4.5-4.586 V。最后提出了一种抑制锂离子电池析锂的方法，在保证N/P比的情况下，负极厚度增加6.57%可以实现在轻微过充至4.6 V时“完全无析锂”。