近日,德国亚琛工业大学的Pouyan Shafiei Sabet(第一作者、通讯作者)和Dirk Uwe Sauer两人对高能量密度锂离子电池(NCM/石墨体系)的交流阻抗图谱进行了深入的分析,明确了全电池交流阻抗图谱的反应过程对应的正负极反应,对于锂离子电池反应机理的研究具有重要的意义。
实验中采用的锂离子电池来自韩国电池生产商EIG的软包结构电池,其正极为NMC442,负极为石墨,电池容量为20Ah,能量密度为174Wh/kg,电极有效面积为8725.8cm2。
1.交流阻抗图谱分析
1.1全电池阻抗图谱
下图a为全电池的电压曲线和对应的正极、负极的电压曲线,从图中能够看到在全电池处于0%SoC状态时,负极处于0%SoC,而正极SoC状态仍然较高,这主要是因为锂离子电池在首次化成的过程中负极成膜过程消耗了部分活性锂。而在全电池100%SoC状态时,负极的实际状态要低于100%SoC,这主要是因为负极在设计中一般是过量的。