本报讯 近日,中国科大工程科学学院精密机械与精密仪器系先进感知、数据融合及智能运维课题组毛磊特任研究员团队在钠离子电池轻微电滥用下的安全特性研究中取得新进展,报道了单次轻微电滥用对钠离子电池容量、阻抗特性和热稳定性的影响,并揭示了长期电滥用循环下安全特性的退化规律。相关研究成果发表在《尖端科学》上。

图.本研究采用的技术路线
研究团队采用先进的电化学测试和材料表征技术,研究了钠离子电池在单次轻微电滥用和长期轻微电滥用循环下安全特性的降解机制和途径。如图展示了本文采用的技术路线,发现单次轻微电滥用对电池容量的影响很小,但会显著改变活性电极材料的界面阻抗和性能。过充会使固体电解质界面阻抗增大,副反应加剧,而过放则导致固体电解质界面溶解和活性物质损失。轻微过充还降低了热失控的触发温度,加速了镀钠导致的升温速率,显著增加了热失控风险。相比之下,过放电对热失控行为的影响较小,可能还会略微延迟过充诱导热失控的发生。对于遭受长期轻微电滥用的钠离子电池则会表现出显著的电化学性能退化,且导致阳极表面镀钠积累,而镀钠程度与过充电次数呈正相关。该研究不仅阐明了轻微电滥用下钠离子电池安全特性的退化机理,也为钠离子电池的优化设计和安全性评估提供了理论支持。
中国科大工程科学学院博士研究生桂青华为论文的第一作者,毛磊特任研究员为论文唯一通讯作者。
(工程科学学院 科研部)