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特斯拉的4680鋰離子電池是電動(dòng)汽車領(lǐng)域的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新,本文分享對(duì)其三電極分析以及電學(xué)和熱學(xué)特性的介紹:
01
三電極分析
通過(guò)三電極設(shè)置,,可以在C/50電流下提取全電池,、陽(yáng)極和陰極的pOCV(偏置開路電壓),,在C/50循環(huán)期間,,所有電池的庫(kù)侖效率均高于99%,表明結(jié)果具有代表性。陽(yáng)極電位在鋰化過(guò)程中呈現(xiàn)出特征性的分段行為,,顯示出在約0V vs Li/Li+處的特定電位階段,。
在鋰化過(guò)程中,通過(guò)觀察到在210mV,、120mV和85mV處的三個(gè)明顯的電位平臺(tái),,可以清晰地看到石墨的相變過(guò)程。測(cè)量的陰極電位顯示了NMC(鎳錳鈷)化學(xué)反應(yīng)的特征性特征,。
02
電學(xué)特性表征
電池的電學(xué)特性包括容量和阻抗。在不同放電倍率下測(cè)量的容量顯示出一定的變化,,而阻抗譜則顯示出陽(yáng)極阻抗明顯高于陰極,。這種動(dòng)力學(xué)限制可能是由于材料特性、衰變或與拆解和清洗過(guò)程的相互關(guān)系導(dǎo)致的,。
在低SOC和SOC 50%至70%的區(qū)域,,電阻增加,與石墨階段轉(zhuǎn)變相匹配,。電阻對(duì)C率的依賴性較小,,高電流下電阻減小,這與先前的觀察一致,。然而,,在低SOC區(qū)域的放電方向,隨著C率增加,,電阻卻逐漸增加,。
電流對(duì)電池阻抗的影響,這種關(guān)系可能是由電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)的非線性行為驅(qū)動(dòng)的,,電池拆解分析顯示這種效應(yīng)在低SOC區(qū)域尤為顯著,。
03
熱學(xué)測(cè)試
通過(guò)熱成像,可以評(píng)估電池在充電過(guò)程中的溫度分布,。結(jié)果顯示,,在2C充電時(shí),電池的表面溫度平均約為70°C,,與其他鋰離子電池相比,,顯示出更高的表面溫度。
小結(jié)
特斯拉4680鋰離子電池的性能和特性,。通過(guò)三電極分析,、電學(xué)和熱學(xué)特性的表征,上一代的4680并沒有達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo),。