干货 | 6000次！磷酸铁锂动力电池循环后的容量衰减分析

随着动力电池能量密度的不断提升，三元材料的动力电池越来越受到人们的关注，而作为早已普及使用的磷酸铁锂材料，有很多一部分已经退役或者已经接近退役。对循环后的磷酸铁锂动力电池进行深入的分析，找出容量衰减的原因，对以后动力电池性能的提升有着重要的指导意义。

对某公司的磷酸铁锂动力电池进行分析：

 

从右图中可以看出，常规的1C循环，已经循环接近6000次，容量保持率大约在85%，可以看出磷酸铁锂的循环性能还是不错的，

从左边的表格中可以看出，每隔1000次做的一些功率和内阻的测试，交流内阻增长的速度还是相对比较慢的，功率下降的速度也是比较慢的；

从图中可以看出，在循环5000次以前，基本都是线性增长的关系，从5000次到6000次，放电功率下降的幅度突然增大，说明是有转折点存在的

将上述动力电池进行拆解，并将正负极分别组装扣式电池进行分析，结果如下；

从半电池数据可以看出，正负极都有一定程度的衰减，整体而言，负极衰减的更为严重一些，正极最终虽然体现的保持率比较高，但是实际曲线中显示的恒压过程比较长，这也说明长时间的循环给LFP的结构带来的一定的破坏，造成极化加剧、锂离子脱出难度增大等等；负极就不必说了，毕竟主要的反应都发生在负极，SEI膜的破碎与重整、增厚等等带来的阻抗的增大，都会给负极带来容量的衰减。

从负极循环前后的SEM中也可以看出明显的区别，循环前的结构比较完整，石墨颗粒也是清晰可见的，循环后的表面已经看不出完整的石墨颗粒了，说明频繁的充放电已经造成了负极石墨结构的破坏以及粉化，最终导致负极的可逆容量降低。

小结：其实对于失效电池，上述分析是远远不够的，单毕竟几年前的分析技术水平以及手段都是有限的，循环6000次的电池基本上要三四年，很多数据已经找不到了，只能通过初步的分析得出一个基本的结论。随着现在锂电测试水平的不断提高，我们可以采用原位的一些测试，在线监测动力电池的使用状况，并能及时的根据数据对电池的使用范围进行指导，这样就更有利于电池健康的运行。 对于化学电源而言，衰减是必然存在的，我们所要做的就是尽可能的减缓电池的衰减速率，降低不必要的副反应，尽可能的在使用范围内延长动力电池的寿命，推动整个新能源行业的发展。

文章来源：锂电联盟会长

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