锂离子电池在循环过程中的膨胀力对电池循环性能有极其重要的影响。在对电池进行循环测试时，为了消除电池在充放电循环时由于产气或者极片膨胀带来的负面影响，通常会将电池两侧采用夹板进行加压固定。不同的夹板以及固定方式，对电池的循环产生的影响不同，有的加压方式不但不会提高电芯循环寿命，反而会引发析锂等负面效应，从而降低电池的使用寿命。
本文以力神LP2714897-50Ah电芯为研究对象，研究了采用不同测试夹板对电池循环性能的影响，并且通过SEM、ICP、XRD等分析手段从形貌、元素、结构等角度对循环EOL的负极片进行研究，分析了采用普通铝制夹板导致循环衰减快的原因。该结果对于提升单体电池循环性能，提升模组中单体电池的受力均匀性，从而提升模组乃至系统寿命具有指导意义。
1 实验部分
1.1 电池制备
本实验所用原材料为本公司商品化锂离子电池制备所用材料。
按照NCM三元正极、粘结剂PVDF和导电剂按照质量比95：2：3混合，加入N-甲基吡咯烷酮NMP，按照本公司生产工艺进行匀浆、涂敷、碾压、分切，获得正极片。
将人造石墨、导电剂、羧甲基纤维素钠CMC和丁苯橡胶SBR按照质量比96：1：1：2混合，以水为溶剂，按照本公司生产工艺进行匀浆、涂敷、碾压、分切，获得负极片。
将正、负极片与隔膜按照本公司生产工艺，制成额定容量为50Ah、型号为LP2714897的方型铝壳电池。电解液采用LiPF6基电解液。
1.2 电池测试与分析
电池的常温循环性能均采用美国Arbin电池测试仪进行测试。测试流程如下：1C恒流充电至4.2V，转恒压充电至0.05C截止；休眠30min；1C恒流放电至2.8V。在循环过程中隔每200次循环测试50%SOC状态下的直流内阻DCIR，监测DCIR的变化。
极片表面形貌使用扫描电子显微镜进行观察。采用X射线衍射仪进行材料结构分析。采用电感耦合等离子发射光谱仪进行元素含量分析。
2 实验结果与讨论
图1为电池分别采用普通铝制夹板（夹板1）和弹簧夹板（夹板2）在室温下1C充电/1C放电的循环性能容量保持率曲线，不同类型测试夹板装置照片见图2。
从图1可以看出，两种夹板电池在前300次循环容量保持率一致，300次循环以后，采用夹板1的电池循环发生了分叉，2500次循环后，采用夹板1的电池容量保持率为84.95%，而采用夹板2的电池容量保持率为86.71%，且采用夹板2的电池直流内阻增长要明显低于采用夹板1的电池。
DCIR增长方面，在整个循环寿命期间，采用夹板2的电池在循环中DCIR增长值均低于采用夹板1测试的DCIR值，表明采用带弹簧的夹板在整个循环寿命期间可为电芯循环过程中的膨胀提供空间，释放电池内部应力，提升循环性能。
对采用夹板1和夹板2循环EOL电池的电压及交流内阻进行测试，测试结果见表1，从表中数据可以看出采用夹板1的电池内阻要远高于采用夹板2的电池，与图1中直流内阻增长结果一致。
将循环后的两支电池在干燥间中进行拆解分析，拆解之后的照片见图3。其中图3（a）为拆解后电池壳内电解液残留情况，可以看出，采用夹板1的电池壳底无电解液残留，采用夹板2的电池壳底仍有少量电解液残留，且电解液颜色较为清澈透明，表明在循环过程中，夹板1在无法释放内部应力的条件下，在应力作用下，正负极材料更容易损失较多的容量，并且产生更多的副反应产物。
