蒋跃辉艾亮贾明†程昀杜双龙李书国

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)

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1)艾亮2)贾明1)2)†程昀1)杜双龙1)李书国1)

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)

(2016年12月10日收到;2017年3月10日收到修改稿)

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 mΩ·m−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10µm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.

容量衰减,充放电倍率,体积分数,颗粒半径

1 引言

近年来,随着电动车的发展,锂电池的发展制高点已逐渐从消费类电子产品领域转向动力电池领域(纯电动汽车、混合动力汽车),动力电池对性能和循环寿命要求也上升到了一个新的高度[1,2].以电池机理及大量实验数据为构建基础的数值模型,可以高效地研究电池循环容……