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特斯拉汽车续驶里程和电池衰减解析

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-09-04 20:12:38   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:366


为了研究单独的正极或负极电极的产气,首先将充满电(4.4V)的软包电池pouch cell拆开,取出正极极片NMC442和负极极片Graphite,然后再将正/负极极片分别封装在铝塑膜袋pouch bag中,并加入相应电解液和添加剂(2%VC),然后封装好后再在60摄氏度下存储500小时,同时监测产生的气体。可以看到,Pouch Cell产生的气体不到0.3mL,并且在500小时内气体没有增加;pouch bag + NMC442产生的气体从大约0.3mL上升到0.8mL;pouch bag + Graphite产生的气体大约是0.05mL,并且整个过程没有增加。从这里有个初步的推断,正极NMC产生气体应该迁移到负极Graphite被消耗掉了,这样才能解释为什么Pouch Cell的气体含量很小。

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正极产生的气体被负极所消耗的基本过程可以用下图表示。经气相色谱检测,正极产生的气体主要成分是CO2。根据文献报道,CO2在graphite负极反应生成Li2C2O4或者碳酸盐。这也是为什么在pouch cell里面观察的气体含量很小。

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搞清楚副反应产气的问题之后,接着研究了pouch cell阻抗增加的来源,主要是采用对称阻塞电极分别测试在60摄氏度下阻抗变化。正/负极电极是从pouch cell、pouch bag中拆解出来的,电解液溶剂还是常见的EC+EMC体系。结果显示,pouch bag中的正极电极阻抗远远大于pouch cell的阻抗,正如上面所提到了,在pouch bag中,产生的气体无法被负极graphite消耗,因此造成了正极界面阻抗增大。有意思的是,当把EC+EMC溶剂换成氟化物溶剂时,比如FEC+TFEC时,发现pouch bag中的正极界面阻抗大幅度较小,接近于pouch cell的阻抗。

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以NMC442/Graphite软包电池为例,在40摄氏度、2.8-4.5V循环,电流为C/2.4,分别考察了EC+EMC溶剂体系和FEC+TFEC溶剂体系下的循环寿命,结果显示,FEC+TFEC溶剂体系下的循环寿命更好,其中,以2%PES+1%DTD in FEC:TFEC=11的电解液性能最好。

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关键词: 特斯拉 里程

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