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原位分析軟包電芯膨脹行為

分類：行業動態
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發布時間：2021-04-30 10:05
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原位分析軟包電芯膨脹行為

【概要描述】

分類：行業動態
作者：
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發布時間：2021-04-30 10:05
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詳情

1. 充放電過程電芯膨脹厚度和膨脹力曲線

圖4（a）和（b）為電芯充放電曲線以及厚度和體積變化曲線。滿充時，電芯體積和厚度均增加約1%，且在對應的充放電電壓平臺處會出現厚度和體積基本不變的平臺。電芯經過一圈的充放電，厚度和體積基本保持不變，說明此時電芯不存在明顯的不可逆膨脹現象。

2. 充放電過程電芯膨脹體積和膨脹厚度與微分容量曲線分析

圖5為電芯膨脹體積和膨脹厚度與微分容量曲線，微分容量曲線的每個峰對應脫嵌鋰的相變。由于LFP材料在整個脫嵌鋰過程中僅有一個電壓平臺，因此，在該電芯的微分容量曲線上看到的三個峰均為石墨的三個不同階的脫嵌鋰峰。由圖可知，充電時，在石墨的第一個嵌鋰峰LiC₂₄相變和第三個LiC₆處，對應的體積和厚度曲線的斜率是較大的，說明此時的相變導致的石墨結構膨脹較大。

3. 充放電過程不可逆性膨脹分析

不同SOC條件下的體積和厚度膨脹曲線如圖6（a）和（b）。充電和放電對應的膨脹曲線的間距代表了不可逆膨脹。放電過程的厚度膨脹量均大于充電過程的厚度膨脹量，兩個過程的體積膨脹曲線在低SOC區間與厚度膨脹曲線規律一致，而高SOC區間沒有明顯的差異，這可能是由于測試體積膨脹時采用的阿基米德浮力定律，若高SOC條件下出現一些輕微的產氣也會被監測到。因此，若研究人員只想研究電芯的結構膨脹，可優先考慮采用厚度膨脹測量方式，若想研究一些產氣反應，可優先考慮采用體積膨脹測量方式。

總結

本文采用原位體積監控儀（GVM）和原位膨脹分析儀（SWE）對軟包電芯充放電過程中的體積和厚度膨脹進行分析，可實時表征出可逆膨脹和不可逆膨脹，助力研發人員從不同維度分析電芯膨脹行為。

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