高温日历老化下磷酸铁锂电池安全性能演变规律分析

摘要

磷酸铁锂（LiFePO₄）电池因其高安全性、长循环寿命和良好的热稳定性，广泛应用于电动车辆和电化学储能系统中．然而，磷酸铁锂电池在长时放置不工作的过程中，面临着日历老化导致其容量衰减和安全性能下降的问题．为了揭示磷酸铁锂电池由于长期搁置老化导致的安全性能演变规律，本文开展了高温日历老化下磷酸铁锂电池容量衰减及安全性能的测试及分析，首先，在设计210 d高温搁置加速老化实验的基础上，利用电化学阻抗谱（EIS）结合弛豫时间分布（DRT）处理的方法，对长时高温搁置磷酸铁锂电池的容量衰减机制进行了分析．其次，为了揭示高温搁置下电池安全性能与容量衰减的关系，在电池老化过程的不同阶段开展了热失控行为的测试，同时对不同容量衰减程度的电池电极材料进行了表征分析．测试及分析结果表明，磷酸铁锂电池高温搁置容量衰减的主要表现是电池欧姆阻抗和扩散阻抗显著增加，电池的热失控触发温度（θ₂）随老化程度的增加略微升高，而热失控最高温度（θ₃）随老化程度的增加而逐渐下降．电池原位观测显示，正极活性物质的损失是电池高温日历老化条件下安全性能退化的关键因素．研究结果为高温日历老化场景下磷酸铁锂电池容量衰退和安全性能评估提供了一定的参考依据．

关键词

磷酸铁锂电池 / 高温老化 / 安全性能 / 容量衰减 / 热失控