电池静置几天后循环容量上升

发表于 2024-10-9 12:10:01

电池体系：LCO/Graphite
初始状态：循环200cycle后的电池
实验状态：SOC50%状态下，在室温（25±3℃左右）下放置5天，进行40±3℃ 1.0C CCCV/1.0C CD充放电，发现放电容量逐渐升高，大概16cls容量逐渐上升2%左右。

大神们，想问问发生该现象的原因是什么?
谢谢！

发表于 2024-10-9 12:10:02

大神，问一下，为什么容量是逐渐提高的呢（如图中橙色）？而不是逐渐降低呢（如图中蓝色）呢？蓝色的趋势似乎更容易理解。

发表于 2024-10-10 15:20:03

本大神来也

在 LCO/Graphite 电池体系中，出现循环 200 次后在特定条件下放电容量逐渐升高的现象可能由以下几种原因导致：
1. 电极材料结构变化
正极材料（LCO）
晶体结构修复：经过 200 次循环后，正极材料钴酸锂（LCO）的晶体结构可能出现了一定程度的损伤。在室温放置及后续充放电过程中，部分受损的晶体结构可能得到了一定程度的修复。例如，锂离子在晶体中的扩散通道可能重新变得通畅，使得更多的锂离子能够参与电化学反应，从而提高了放电容量。
表面重构：LCO 表面可能发生了重构现象。在循环过程中，电极表面可能会形成一些不稳定的化合物或钝化层，影响锂离子的传输。在放置和后续充放电过程中，这些表面物质可能发生了重新排列或化学反应，使得表面更加有利于锂离子的嵌入和脱出，进而导致放电容量增加。
负极材料（Graphite）
石墨层间结构优化：对于石墨负极，循环过程中可能会出现石墨层间结构的变化，如层间距的改变或局部无序化。在特定条件下放置和充放电时，石墨层间结构可能得到了优化，使得锂离子在层间的嵌入和脱出更加顺畅，从而提高了电池的放电容量。
固体电解质界面（SEI）膜的改善：负极表面的 SEI 膜在电池循环过程中会不断生长和变化。经过 200 次循环后，SEI 膜可能已经比较厚且不均匀，影响了锂离子的传输。在放置和后续充放电过程中，SEI 膜可能发生了一些调整，例如部分不稳定的成分被去除，或者膜的厚度和均匀性得到了改善，使得锂离子能够更高效地通过 SEI 膜，进而提高了放电容量。
2. 电解液与电极材料的相互作用
锂离子传输增强：电解液在电池中起着传输锂离子的重要作用。在循环过程中，电解液可能会与电极材料发生一些化学反应或吸附现象，影响锂离子的传输效率。在放置和后续充放电过程中，电解液与电极材料之间的相互作用可能发生了改变，使得锂离子在电极材料和电解液之间的传输更加顺畅，从而提高了放电容量。例如，电解液中的某些成分可能与电极表面的活性位点重新结合，形成了更有利于锂离子传输的通道。
电解液分解产物的影响：经过 200 次循环后，电解液可能已经发生了一定程度的分解，产生了一些分解产物。在放置和后续充放电过程中，这些分解产物可能与电极材料发生了进一步的化学反应，或者自身发生了重新排列，形成了有利于锂离子传输的环境。例如，某些分解产物可能填充在电极材料的孔隙中，改善了锂离子在电极内部的扩散条件，从而提高了放电容量。
3. 电池内部温度和应力的影响
温度的作用：在室温放置 5 天后，电池内部的温度可能对电极材料和电解液产生了一定的影响。温度的变化可能促使电极材料的晶体结构发生微妙的变化，如晶格振动加剧，使得锂离子的扩散更加容易。同时，温度也可能影响电解液的黏度和离子迁移率，在 40 ± 3℃的充放电条件下，电解液的性能可能得到了优化，更有利于锂离子的传输，从而提高了放电容量。
应力的释放与调整：电池在循环过程中，电极材料会受到充放电过程中产生的应力的影响。经过 200 次循环后，电极材料内部可能积累了一定的应力。在室温放置过程中，电池内部的应力可能得到了一定程度的释放和调整，使得电极材料的结构更加稳定和有利于锂离子的传输。例如，应力的释放可能使得正极材料的颗粒之间的接触更加紧密，负极材料的石墨层更加规整，从而提高了放电容量。

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