蔡司工业CT技术研究含硅合金负极的软包电池容量衰减机理

　　Berckmans借助X射线CT技术，研究了含硅合金负极的软包电池容量快速衰减的原因，发现电极层之间出现明显的机械变形。推测主要是因为在电化学循环过程中，FEC分解产生了较多的CO2气体。FEC与电解液反应，生成LiF，有助于形成更稳定的SEI膜，能增加循环稳定性，但是同时会产生CO2气体。CO2气体会阻碍锂离子的传输，造成活性表面积损失，电池容量降低。产气量过大，使用FEC的负效应超过正效应。

蔡司工业CT VOLUMAX9 TITAN

　　图5、软包电池在化成后、循环之前的蔡司工业CT截面图。右上图代表电池的截面高度。

　　图6、循环测试开始后的X射线CT截面图(没有施加压力)。

　　图8、产气和变形的可能机理。

　　随后作者试图采用外加压力的方式降低FEC的分解速率，发现放电容量增加19%。此外，测试结束后没有看到电池出现鼓胀现象，表明施加外压能降低FEC的消耗速率。因此，在设计含硅材料的电池时，外压是需要考虑的关键参数之一。

　　图9、 施加压力前后，电池在不同放电倍率下的常温放电容量对比。

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