张凯博，徐晓明，薛有宝，万柳，田威，曾涛，张亚婷

（1天津力神电池股份有限公司，天津 300384；2西安科技大学化学与化工学院，陕西西安 710054）

引 言

近年来，随着绿色新能源需求的快速增长，锂离子电池行业发展极为迅速，尤其是乘用车动力电池领域中磷酸铁锂/石墨电池具有优异的特点而备受关注[1-4]，如循环寿命长、安全性高、低成本和无记忆效应等成为高能量密度电池的研发目标[5-9]。然而，LiFePO4电池在高温循环过程中存在寿命衰退严重的趋势[10-16]，极大地缩短动力电池的使用年限，难以满足乘用车动力电池10年以上的寿命要求[17-19]。因此，研究电池在高温循环中的失效机理，有助于改善高温循环的电池使用寿命，对于实现动力电池研发突破具有重要意义[20-24]。

本实验采用52 A·h方型磷酸铁锂电池作为样品，模拟动力汽车在实际使用温度条件下进行循环测试，对失效电池的电化学性能以及循环前与解剖后的正负极片进行拆分研究，结合众多理化测试方法研究方型LiFePO4/石墨动力电池在高温条件下的循环衰退机理，并将容量衰退区分为正负极活性离子损失、结构相变损失及金属析出损失，分析其失效的主要原因，为锂离子电池的体系和工艺研发提供参考意义。

1 实验材料和方法

1.1 电池样品准备

研究对象为本公司电动汽车的实验研发电池，某型号方型钢壳LiFePO4/石墨动力电池，主料使用磷酸铁锂作为正极材料，石墨为负极材料，按照本公司生产工艺制备得到正负极片，采用（12+3）μm点胶隔膜，以本公司卷绕式工艺生产电池，标称电压为2.5~3.65 V，经过化成、容量标定后获得额定容量为52 A·h的方型电池。……