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Parker一班

木虫 (正式写手)

水牛生态学家

[求助] 锂离子电池循环寿命衰减过快,求机理分析与改进思路

各位虫友好,最近在做锂离子电池相关实验时遇到一个比较头疼的问题,特来请教大家。我这边使用的是常规石墨负极 / 层状氧化物正极体系(NCM 类),扣式电池装配流程基本规范,电解液为 1 M LiPF₆ / ECEC(1:1),隔膜为常见 PP/PE。电池以 0.1 C 进行化成,随后在 0.5 C 条件下进行充放电循环。

目前观察到的现象是:前 20–30 圈容量保持尚可,但从 30 圈以后容量衰减明显加快,到 100 圈时仅剩初始容量的约 70%,同时库仑效率开始出现一定波动。拆解电池后发现负极表面有较明显的膜层增厚现象,这一点让我比较困惑。

我个人的初步猜测包括:可能是 SEI 膜不稳定,在循环过程中持续生长并消耗活性锂;也可能与正极在较高电压下的结构退化或过渡金属溶解有关;此外,电解液体系与材料匹配度不足,或电极制备过程中压实密度、涂布均匀性存在问题,也都可能造成类似现象。想请教大家,类似体系中循环寿命衰减过快最常见的“真凶”一般是什么?有没有比较经典、可靠的表征手段(如 EIS、XPS 或原位方法)可以较快定位问题来源?在不更换主体材料体系的前提下,从工艺或电解液添加剂角度,通常有哪些行之有效的改进思路?欢迎大家指点一二,感激不尽
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