La batería es generalmente exotérmica durante el uso, por lo que el efecto de la temperatura es muy importante. Además, las condiciones de la carretera, el uso, la temperatura ambiente, etc. tendrán efectos diferentes.

En general, se considera que la pérdida de capacidad de las baterías de energía LiFePO4 durante el ciclo se debe a la pérdida de iones de litio activos. La investigación muestra que el envejecimiento de la batería de energía LiFePO4 durante el ciclo se debe principalmente a un proceso de crecimiento complejo que consume la película activa de iones de litio SEI. En este proceso, la pérdida de iones de litio activos reduce directamente la tasa de retención de capacidad de la batería; el crecimiento continuo de la película SEI, por un lado, aumenta la resistencia a la polarización de la batería y, al mismo tiempo, el espesor de la película SEI es demasiado grueso y se reduce el rendimiento electroquímico del electrodo negativo de grafito. La actividad también está parcialmente inactiva.

Durante ciclos de alta temperatura, el Fe2+ en LiFePO4 se disolverá hasta cierto punto. Aunque la cantidad de Fe2+ disuelta no tiene un efecto evidente en la capacidad del electrodo positivo, la disolución de Fe2+ y la precipitación de Fe en el electrodo negativo de grafito desempeñarán un papel catalítico en el crecimiento de la película SEI. . El análisis cuantitativo de dónde y en qué paso se pierden los iones de litio activos, se encuentra que la mayor parte de la pérdida de iones de litio activos ocurre en la superficie del electrodo negativo de grafito, especialmente durante los ciclos de alta temperatura, es decir, la pérdida de la capacidad de ciclo de alta temperatura es más rápida; y se resume la destrucción de la película SEI. Hay tres mecanismos diferentes de reparación: (1) los electrones en el ánodo de grafito pasan a través de la película SEI para reducir los iones de litio; (2) la disolución y regeneración de algunos componentes de la película SEI; (3) debido al cambio de volumen del ánodo de grafito. Rotura de membrana SEI.

In addition to the loss of active lithium ions, both positive and negative electrode materials deteriorate during cycling. The appearance of cracks in LiFePO4 electrodes during cycling can lead to an increase in electrode polarization and a decrease in the conductivity between the active material and the conductive agent or current collector. The changes of LiFePO4 after aging were studied semi-quantitatively by scanning extended resistance microscopy (SSRM), and it was found that the coarsening of LiFePO4 nanoparticles and the surface deposits produced by some chemical reactions jointly led to the increase of LiFePO4 cathode impedance. In addition, the reduction of active surface and exfoliation of graphite electrodes caused by the loss of graphite active materials are also considered to be the reasons for battery aging. The instability of graphite negative electrodes will lead to the instability of SEI film, which will promote the consumption of active lithium ions. .

The large rate discharge of the battery can provide large power for the electric vehicle, that is, the better the rate performance of the power battery, the better the acceleration performance of the electric vehicle. The results show that the aging mechanisms of LiFePO4 cathode and graphite anode are different: with the increase of discharge rate, the capacity loss of cathode increases more than that of anode. The loss of battery capacity during low-rate cycling is mainly caused by the consumption of active lithium ions at the negative electrode, while the power loss of the battery during high-rate cycling is caused by the increase in the impedance of the positive electrode.

Although the depth of discharge in the use of the power battery does not affect the capacity loss, it will affect its power loss: the speed of power loss increases with the increase of the depth of discharge, which is related to the increase in the impedance of the SEI film and the increase in the impedance of the entire battery. directly related. Although the effect of the upper limit of charging voltage on battery failure is not obvious relative to the loss of active lithium ions, too low or too high upper limit of charging voltage will increase the interface impedance of LiFePO4 electrodes: the lower upper limit voltage cannot be very good. A passivation film is formed on the ground, and a too high upper voltage limit will lead to the oxidative decomposition of the electrolyte, resulting in the formation of products with low conductivity on the surface of the LiFePO4 electrode.

The discharge capacity of LiFePO4 power batteries decreases rapidly when the temperature decreases, mainly due to the decrease of ionic conductivity and the increase of interfacial impedance. By studying the LiFePO4 cathode and the graphite anode respectively, it was found that the main controlling factors limiting the low temperature performance of the cathode and anode are different. The decrease of ionic conductivity in the LiFePO4 cathode is dominant, while the increase in the interface impedance of the graphite anode is the main reason.

Durante el uso, la degradación del electrodo LiFePO4 y el electrodo negativo de grafito y el crecimiento continuo de la película SEI causan fallas en la batería en diversos grados; Además, además de factores incontrolables como las condiciones de la carretera y la temperatura ambiente, el uso normal de la batería también es muy importante, incluido el voltaje de carga adecuado, la profundidad de descarga adecuada, etc.

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