郑见杰，杜 园，王炜娜，罗广求，刘治钢

（1.天津空间电源科技有限公司，天津 300384；2.北京空间飞行器总体设计部，北京 10094）

引 言

空间飞行器，特别是高轨卫星、深空探测器等在使用过程中多数时间处于日照状态，地影时间较短，蓄电池需要进行充放电的工作时间相对较短，大部分时间都需要进行存储，存储过程中由于界面副反应的存在，会持续消耗活性Li，导致电池可逆容量的衰降[1]，特别是对于NCM材料而言，由于材料中的Mn3+存在John-Teller效应[2]，会加剧Mn元素的溶解，溶解的Mn2+元素迁移到负极表面会造成负极SEI（Solide Electrolyte Interface）膜的破坏和再生，导致持续的活性Li消耗，引起锂离子电池容量的不可逆衰降。对于高镍材料，例如NCA和NCM811材料由于Ni2+（0.69 Å）与Li+（0.76 Å）半径接近[3]，因此在脱Li程度较高时Ni容易混排到Li层，Ni占据Li位不仅会导致材料的可逆容量降低，还会影响Li的扩散速度，导致材料的倍率性能下降。同时在高SoC状态下高镍材料中Ni4+的含量明显增加，因此导致电解液更容易在正极表面发生分解，并在高镍材料颗粒表面产生一层厚度10 nm左右的Ni-O型岩盐结构相[4]，引起材料的电荷交换阻抗的增加和容量衰降。

界面副反应的速度与电极电势、温度之间存在密切的关系，因此锂离子电池存储过程中可逆容量的损失与电池存储的SoC和温度之间存在密切的关系[5]，过高的温度和SoC都会导致锂离子电池存储过程中的寿命衰减加速，因此合适的存储条件对于提升深空探测器储能电池的使用寿命具有重要意义。

本文针对SoC状态对锂离子电池存储过程中可逆容量损失速度的影响，以及不同SoC状态下存储时电池的可逆容量衰降机理进行了研究和分析，为深空探测器的锂离子蓄电池在轨管理策略提供参考依据。……