从dV/dQ曲线也能得出相同的结论,可见随着循环次数增加,低SOC下的1#峰位明显左移,说明负极活性物质发生了损失,为了评估正极活性物质和Li损失情况,将dV/dQ曲线右端点平移至相同位置,显然发现2#峰距100%SOC没有明显变化,说明正极活性物质几乎没有明显损失,而1#峰距离100%SOC明显向右偏移,说明存在明显的Li损失。
附图13:NCM811/SiO-C不同循环次数下的dV/dQ曲线
正如前文所述,为了丰富微分曲线的特征峰信息,测试电流通常很小,因此忽略了功率损失,因此微分曲线只能判断活性物质损失和Li损失情况,而不能评估锂电池动力学损失,这就需要借助EIS交流阻抗技术进行辅助表征。
附图14:不同循环次数下锂电池的EIS阻抗变化情况
如上图,是某款锂离子电池在25℃ CC循环、25℃ CC-CV循环和0℃ CC循环三种条件下,EIS阻抗随循环变化情况。可见,随着循环次数增加,电池欧姆阻抗均有所增加(25℃比0℃更明显),可能是内部电解液消耗过快或隔膜阻抗增加所致,同时,SEI膜阻抗也表现出同样的规律,说明循环后期SEI膜加速生长。而更多的阻抗增长来源于电荷转移阻抗,说明循环后期电极的电化学反应速率减慢,动力学性能显著下降,至于是哪个电极(Cathode or Anode)的动力学性能下降则需要制作半电池或三电极进行评测。
采用化“直”为“峰”、化“斜”为“峰”微分思想的dQ/dV和dV/dQ曲线可以实现锂离子电池原位无损分析,特别适用于探究存储和循环过程的容量衰减机理,结合三电极的微分曲线,可以确定峰的归属问题,更有助于区分活性物质损失和Li损失情况。