點擊左上角“鋰電聯盟會長”，即可關注！
鈦酸鋰氧化物（LTO）電池由于其固有的循環穩定性、快速充電能力和優越的安全性，是一項很有前途的技術，特別適用于高功率應用。然而，由陰極驅動的大量氣體生成和加速老化仍然是重大挑戰。本研究通過外部機械壓縮的應用探討了這些老化機制的緩解。在循環過程中，對原始電池施加0.3 MPa的連續壓力，與在相同操作條件下循環的未加壓電池相比，可減少42%的容量損失。對老化的細胞施加短期壓力可以立即恢復能力，恢復高達57%的損失能力。這些老化細胞在持續壓力下的后續循環表明能力保持得到改善。相反，間歇施加瞬態壓力會引起顯著的容量波動。這項研究揭示了受外部壓力影響的老化和愈合機制，有利于一次和二次壽命電池的應用。了解這些機制對于提高電池組的性能和使用壽命至關重要，同時研究結果也強調了再利用電池的容量回收的有希望的機會該論文以 Pressure-Induced Capacity Recovery and Performance Enhancements in LTO/NMC-LCO Batteries為題，發表在Advanced Functional Materials。
【創新點】
1、外部壓力減少新電池的容量損失
研究團隊發現，在新電池的循環過程中施加持續的0.3 MPa壓力，可以減少42%的容量損失。這一發現對于電池的長期穩定性和性能維持具有重要意義。
2、短期壓力恢復老化電池的容量
對于已經老化的電池，通過施加短期壓力，可以立即恢復高達57%的失去容量。這一技術對于電池的二次利用和回收具有極大的價值。
3、連續壓力改善老化電池的容量保持
在對老化電池施加連續壓力后，研究顯示，這些電池的容量保持得到了顯著改善，這為電池的壽命延長提供了新的解決方案。
【圖文介紹】
Figure 1：持續壓力對新電池的影響
圖1展示了在持續壓力和無壓力條件下循環的新電池的容量和電阻發展情況。可以看出，加壓電池的容量衰減較無壓力電池明顯減緩，內部電阻的增加也得到了有效控制。
Figure 2：循環結束后電池分析
圖2通過CT掃描和光學檢查，揭示了未加壓循環的電池在體積膨脹和電極材料變化上的情況。圖中顯示，電池中心區域的厚度增加了7.6%，而邊緣區域沒有明顯變化，這表明電池內部可能存在氣體積聚。
Figure 3：瞬態外部壓力對老化電池的影響
圖3展示了對日歷老化和循環老化電池施加瞬態壓力后容量恢復的情況。可以看出，隨著電池健康狀態（SOH）的降低，通過外部壓力恢復的容量顯著增加。
Figure 4：等效電路模型參數的變化
圖4通過EIS測量，展示了在施加瞬態壓力前后電池的等效電路模型參數（R0、R1、R2）的變化。這些參數的變化反映了電池內部電荷轉移和鋰離子擴散特性的改善。
Figure 5：連續壓力對老化電池的長期影響
圖5展示了在連續壓力條件下老化電池的容量變化情況。結果表明，與未加壓循環相比，加壓循環顯著降低了電池的老化速率。
Figure 6：間歇性壓力對老化電池的影響
圖6展示了在間歇性壓力條件下老化電池的容量保持情況。結果表明，間歇性壓力能夠在一定程度上維持電池的容量，但存在較大的波動。
【結論】
文章通過實驗研究了外部機械壓力對鋰鈦氧化物（LTO）/鎳錳鈷鋰（NMC）-鋰鈷氧化物（LCO）電池性能的影響，發現在新電池循環過程中施加持續壓力可以顯著減少容量損失，而在老化電池中應用短期壓力則能夠恢復大量失去的容量。研究還揭示了壓力對電池老化機制的影響，包括減少由于氣體積聚導致的電極分離和抑制由于粒子破裂引起的活性物質損失，為電池性能提升和壽命延長提供了新的策略。
文獻來源：https://doi.org/10.1002/adfm.202419229
鋰電聯盟會長向各大團隊誠心約稿，課題組最新成果、方向總結、推廣等皆可投稿，請聯系：郵箱libatteryalliance@163.com或微信Ydnxke。
相關閱讀：
鋰離子電池制備材料/壓力測試！
鋰電池自放電測量方法：靜態與動態測量法！
軟包電池關鍵工藝問題！
一文搞懂鋰離子電池K值！
工藝，研發，機理和專利！軟包電池方向重磅匯總資料分享！
揭秘寧德時代CATL超級工廠！
搞懂鋰電池阻抗譜(EIS)不容易,這篇綜述值得一看！
鋰離子電池生產中各種問題匯編！
鋰電池循環壽命研究匯總（附60份精品資料免費下載）
