储存后锂离子电池的性能研究

摘要：以不同温度、不同荷电态对锂离子电池进行储存实验，通过 X 射线衍射光谱法(XRD)和场发射扫描电子显微镜

(FES EM)

等手段研究了储存前后电极活性物质结构和表面形貌的变化；并对储存前后的电池进行测试，研究了储存对

锂离子电池的容量、循环稳定性和安全性等综合性能的影响。结果发现，经不同荷电态高温储存后，锂离子电池正负极
活性物质的体相结构没有发生变化，但其正极材料的微晶尺度和微应力随储存时荷电态的升高而减小；储存后，正极
表面出现较明显的钝化膜，负极表面的固体电解质相界面(SEI)膜增厚。经高荷电态储存后，锂离子电池的交流内阻和
厚度变大，1 C 容量发生衰减，电极充放电极化增大，电池的 1 C 循环性能下降，安全性能下降；放电态储存后，电池的
综合性能无明显变化。说明，放电态储存对于锂离子电池是一种较好的储存条件，有利于储存后电池综合性能的保持。
关键词：锂离子电池；储存；微结构；综合性能；安全性

Study on the performance of lithium ion battery after storage

Abs tra ct: Lithium ion ba tte rie s we re s tore d a t e le va te d te mpe ra ture in diffe re nt s ta te of cha rge (S OC). The s tructure

a nd morphology of the e le ctrode ma te ria ls we re inve s tiga te d by me a ns of XRD a nd FES EM,

a nd the ge ne ra l

pe rforma nce s of the ba tte rie s be fore a nd a fte r s tora ge we re te s te d.

The e xpe rime nta l re s ults re ve a le d tha t a fte r

s tora ge a t e le va te d te mpe ra ture , the microcrys ta l a nd micros tre s s of ca thode ma te ria l re duce d a s the s toring S OC of

ba tte rie s going up,

though the bulk s tructure s did not cha nge .

Me a nwhile ,

during s tora ge the re de pos ite d a

pa s s iva tion film on the s urfa ce of ca thode a s the S EI (s olid e le ctrolyte inte rfa ce ) film on the a node ge tting thicke r.

Afte r s tore d in high S OC

，the general performance of the batteries changed more obviously, including the fading of 1

C ca pa city, the de te riora tion of 1 C cycling pe rforma nce , the de gra da tion of s a fe ty pe rforma nce a nd s o on. Howe ve r,

the pe rforma nce of the lithium ion ba tte rie s tha t we re s tore d in low S OC condition didn't de gra de . The re fore , it ca n

be conclude d tha t s tora ge a t low S OC condition is propitious to ke e p origina l ge ne ra l pe rforma nce of lithium ion

ba tte ry.

Ke y words : lithium ion ba tte ry; s tora ge ; micros tructure ; ge ne ra l pe rforma nce ; s a fe ty

锂离子电池以其能量密度大、工作电压高、循环寿命长和

自放电率低等特点，越来越受到人们的关注，其应用范围也在
逐渐拓展

[1]

。

然而，与其它电池相同，锂离子电池在使用过程中

也会存在着或长或短的储存搁置，人们对其在储存过程中的内
部结构和性能变化作了一些研究

[2-4]

，但基本上都只限于电池

的容量衰减和自放电。随着锂离子电池的应用范围向 EV、
HEV

和 PHEV 等的配套电源方向发展，其大型化带来的安全

隐患日益增加，关于锂离子电池热分析和安全性方面的研究
报道越来越多

[5-7]

。

然而目前，关于锂离子电池的储存对其安全

性能的影响还鲜有报道。因此，本文以锂离子电池的储存和安
全性为切入点，研究了不同储存条件(荷电态、温度和时间)对
锂离子电池综合性能的影响。

1

实验

1.1

电池制备

本研究采用的电池为上海贯裕公司生产的 503759 型铝

塑膜包装锂离子电池。其正极活性材料为 LiCoO

2

(

湖南产)，负

极活性材料为人造石墨 (上海产)，电解液为1 mol/L LiPF

6

/

(EC＋DMC＋DEC)( 1∶1∶1)(

张家港产)。电池的制备工艺简

述如下：将正极材料 LiCoO

2

、

导电剂和黏结剂聚偏氟乙烯

(PVDF)

按比例在 N- 甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中充分混合制

浆，在专用涂布机上将其均匀涂布在铝箔上，然后经烘干、辗

研 究 与 设 计