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Effects of charging protocols on the cycling performance for high-energy lithium-ion batteries using a graphite-SiOx composite anode and Li-rich layered oxide cathode

阳极 电解质 阴极 材料科学 锂(药物) 比能量 石墨 电化学 容量损失 电极 恒流 氧化物 复合数 化学工程 储能 化学 复合材料 电压 电气工程 工程类 内分泌学 物理化学 功率(物理) 冶金 物理 医学 量子力学
作者
Xingge Liu,Min Gao,Jinling Zhao,Xueyi Sun,Zhao Li,Qiang Li,Lve Wang,Jiantao Wang,Weidong Zhuang
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:495: 229793-229793 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2021.229793
摘要

High-energy lithium-ion batteries (LIBs) using Si-based anode and Li-rich layered oxide (LLO) cathode suffer severe capacity degradation during cycling, which is directly affected by the charging protocols. In this paper, the effect of constant current (CC) and constant current-constant voltage (CC-CV) charging on the cycling performance of graphite-SiOx/LLO pouch-type batteries is studied. Unexpectedly, after 300 cycles, the batteries under the CC-CV protocol show capacity retention of 71.22%, batteries under the CC protocol, however, show capacity retention of only 64.02%. For the batteries using the CC protocol, the electrochemical test results reveal an unstable change in the electrode/electrolyte interface resistance and bigger lithium ion diffusion resistance. The postmortem analyses further indicate a solid electrolyte interface (SEI) film with lower chemical stability and a greater loss of active lithium and Si in the anode. Compared with the CC protocol, the batteries under the CC-CV protocol possess a more stable SEI film and a smaller loss of active lithium and Si. This work has certain reference significance for optimizing the charging protocol.
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