磷酸铁锂离子电池包寿命衰减的重要原因是什么

磷酸铁锂离子电池包寿命衰减的重要原因:

1、锂离子电池包内阻，尤其是极化内阻的不一致，使得个别电池在充放电过程中电压变化剧烈，从而导致整个电池组的变化剧烈;

2、单体超薄电池电压的不一致，将影响电池组的调峰能力，使得整体锂离子电池组放出的能量降低;

3、由于超薄电池工作中有放热和吸热过程，电池温度会不断变化，当过热时，会带来性能下降和安全隐患，事实证明，近年发生的电动汽车运营和测试起火的导火索都是因为过温保护不到位引起电池发热起火的，电池类型不但有锰酸锂，磷酸铁锂离子电池包也是如此;

4、容量是离散性中最严重的因素，容量不一致重要引起两个方面的性能问题，一是部分磷酸铁锂离子电池包会处于过充过放状态，导致燃烧、爆炸等不安全因素，二是低容量单体电池因为提早结束工作，影响到整个超薄电池组中其他单体电池的能量不能完全释放，从而引起整个锂离子电池组的寿命衰减。

5、电解液的氧化分解与界面反应

1.电池性能分析

以0.02C小倍率对电池进行充放电，中电池电压曲线中包含锂离子嵌入脱出石墨导致的多个平台，说明0.02C倍率已经为锂离子嵌入脱出过程中石墨结构的弛豫供应了足够的时间，可以有效消除极化对循环造成的影响。

与0.5倍率相比，将充放电倍率降低到0.02C只能使存储181和575d电池的容量保持率新增0.8%和1.4%。因此，长期高温存储导致的电池容量衰减是不可逆的容量衰减。此外，显示，电池的直流内阻随存储时间延长而增大的幅度并不显著，这也说明电池内部极化不是导致日历存储电池容量不可逆衰减的重要原因。

2.电池容量衰减机理分析

为了分析电池容量衰减根源，将经过高温存储的电池以1C倍率充电至100%SOC或者放电至100%DOD后拆解。分析拆解出来的极片，以考察高温存储对阴阳极活性材料结构、元素组成和电化学性能的影响。

物相分析

经过不同高温存储时间电池阴极片在100%DOD时的XRD图。与LiFePO4及FePO4的XRD标准谱比较，极片所有衍射峰都对应，未检测到杂相。

高温存储后电极片的电化学性能

将不同存储时间的电池在100%SOC拆解，以其中的极片作为工作电极、锂片作为对电极制作扣式电池，以0.1C倍率进行充放电测试。

不同存储时间电池的阴极活性物质首次放电比容量均高于155mAh/g，与未经存储电池的阴极活性物质的比容量接近，说明存储对LiFePO4结构没有明显破坏。图3(c)中扣式电池的恒压充电的比容量稍有新增，但充电总比容量仍与未经存储电池的阴极活性物质的比容量接近。说明经过575d存储后电池阴极的极化增大，但阴极材料的储锂能力并未受到影响，可能与存储过程中电解液分解产物沉积有关。

经过181和575d存储的电池阳极组装的扣式电池可逆比容量分别为335.6和327.1mAh/g，分别比未经存储的电池阳极组装的扣式电池可逆比容量小0.8%和3.0%，说明高温存储对石墨储锂能力影响也非常小。出于电池安全角度考虑，全电池中阳极总容量通常超过阴极总容量的10%以上，故高温存储造成的阳极不可逆容量衰减不会对全电池容量造成影响。

存储181和575d电池阳极首次充电比容量分别为未经存储电池阳极首次充电比容量的90.4%和84.5%，与实际电池的容量保持率接近。所以，电池容量衰减的重要原因是全电池中活性锂离子的损失。