近日，由孔得朋老師及平平老師指導，課題組文若曦同學的文章“Study on degradation behavior of commercial 18650 LiAlNiCoO2 cells in over-charge conditions”被International Journal of Energy Research（SCI二區(qū)TOP期刊，IF= 3.009）接收。
該研究從鋰離子電池的壽命及安全角度出發(fā)，分析了上限截止電壓不同（4.30,4.50,4.80和5.00V）的18650 LiAlNiCoO2（NCA / C）電池在循環(huán)不同次數(shù)后的劣化及失效特性；并使用電化學阻抗譜（EIS）和增量容量分析過充電NCA / C電池的失效機制。研究發(fā)現(xiàn)，過充電NCA電池內(nèi)部主要發(fā)生的副反應(yīng)為電解質(zhì)的氧化和分解，鈍化層的增厚，鋰金屬的沉積和正極的結(jié)構(gòu)變化。這些副反應(yīng)的發(fā)生導致電池內(nèi)部阻抗，特別是電荷轉(zhuǎn)移阻抗隨上限截止電壓及循環(huán)次數(shù)的增加而增長。應(yīng)用EIS-馳豫時間分布方法對過充電過程中導致NCA電池的失效模式進行識別與量化。研究發(fā)現(xiàn)，鋰庫存損失（LLI）對電池失效的影響要高于電導率損失（CL）及活性材料損失的影響。此外，發(fā)現(xiàn)在NCA電池失效前，其表面溫升速率迅速明顯上升，IC放電曲線峰值出現(xiàn)顯著增長，且歐姆阻抗及CL值發(fā)生不可逆的急劇增加。認為這些顯著變化可以作為預測電池失效的早期預警信號。本研究為電池管理系統(tǒng)（BMS）的檢測與監(jiān)測設(shè)計提供了新的思路，并為電池系統(tǒng)安全評估與熱失控風險的控制做出了貢獻。