1全球儲(chǔ)能市場(chǎng)加速增長(zhǎng)2024年全球儲(chǔ)能電池出貨量達(dá)2024年全球儲(chǔ)能電池出貨量達(dá)369.8GWh，同比增長(zhǎng)64.9%我國儲(chǔ)能電池出貨量2024年我國儲(chǔ)能電池出貨量達(dá)345.8GWh，占全球儲(chǔ)能電池出貨量的93.5%，其中磷酸鐵鋰電池占比92.5%美國28.3GWh歐洲26.8GWh/2024年全球新型儲(chǔ)能裝機(jī)量達(dá)177.8GWh，我國裝機(jī)規(guī)模109.8GWh，占比58.97%，引領(lǐng)全球儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展22電池加速老化技術(shù)研究總體情況介紹研究思路研究分解構(gòu)造模型電池——解析電池單一關(guān)鍵衰減因子開發(fā)評(píng)估裝置——量化電池老化關(guān)鍵衰減因子加速老化技術(shù)——多因素耦合加速老化方法建立量化評(píng)估裝置,通過衰減因子的研究思路研究分解構(gòu)造模型電池——解析電池單一關(guān)鍵衰減因子開發(fā)評(píng)估裝置——量化電池老化關(guān)鍵衰減因子加速老化技術(shù)——多因素耦合加速老化方法建立量化評(píng)估裝置,通過衰減因子的精準(zhǔn)測(cè)量提供模型可靠初始值關(guān)鍵衰減因子電池自然老化恒定應(yīng)力加速老化普適性多應(yīng)力耦合加速老化精準(zhǔn)普適的加速老化評(píng)測(cè)技術(shù)確認(rèn)加速有效邊界,標(biāo)定加速因子和路徑誤差，實(shí)現(xiàn)高效、合理的多因子耦合加速研究定位老化等效機(jī)制研究方法支持加速老化技術(shù)研究數(shù)據(jù)支撐壽命預(yù)測(cè)仿真研究構(gòu)建模型電池，研究反映本征衰減機(jī)理單一關(guān)鍵衰減因子的解析方法4加速老化方案設(shè)計(jì)nn單體電池加速老化研究思路溫度、倍率、截止電壓等進(jìn)行單應(yīng)力加速測(cè)試，判斷差異性單應(yīng)力的選擇應(yīng)考慮到電池的實(shí)際運(yùn)行條件溫度、倍率、截止電壓等進(jìn)行單應(yīng)力加速測(cè)試，判斷差異性單應(yīng)力的選擇應(yīng)考慮到電池的實(shí)際運(yùn)行條件高加速效率應(yīng)力進(jìn)行耦合加速，采用正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多應(yīng)力加速應(yīng)充分認(rèn)識(shí)不同應(yīng)力的加速機(jī)理差異，建立準(zhǔn)確地耦合模型磷酸鐵鋰軟包單體電池A磷酸鐵鋰軟包單體電池B容量大?。?.2Ah實(shí)測(cè)1000+只電池設(shè)計(jì)n無損成像：解析結(jié)構(gòu)演化與空間效應(yīng)利用超聲與紅外熱成像，結(jié)合原位膨脹及產(chǎn)氣監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)表征多場(chǎng)耦合結(jié)構(gòu)演化，熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)協(xié)同失效行為n仿真模擬：重構(gòu)多場(chǎng)耦合與老化路徑DFT與COMSOL多物理場(chǎng)模型，重構(gòu)電、熱、力協(xié)同過程揭示微觀機(jī)理與宏觀老化路徑的耦合關(guān)系n無損成像：解析結(jié)構(gòu)演化與空間效應(yīng)利用超聲與紅外熱成像，結(jié)合原位膨脹及產(chǎn)氣監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)表征多場(chǎng)耦合結(jié)構(gòu)演化，熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)協(xié)同失效行為n仿真模擬：重構(gòu)多場(chǎng)耦合與老化路徑DFT與COMSOL多物理場(chǎng)模型，重構(gòu)電、熱、力協(xié)同過程揭示微觀機(jī)理與宏觀老化路徑的耦合關(guān)系nn電化學(xué)分析：解析電化學(xué)響應(yīng)與衰減機(jī)理結(jié)合OCV、DV、IC曲線及EIS、DRT協(xié)同診斷系統(tǒng)揭示動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、極化演化與衰減機(jī)理的內(nèi)在關(guān)聯(lián)nn拆解表征：多尺度解析材料與界面失穩(wěn)通過多尺度材料與界面分析，結(jié)合熒光成像技術(shù)通過多尺度材料與界面分析，結(jié)合熒光成像技術(shù)深入解析化學(xué)反應(yīng)分布及失穩(wěn)演變規(guī)律6電池性能退化與老化模式n多因素耦合加速老化n全生命周期空間效應(yīng)高溫低溫倍率過放n多因素耦合加速老化n全生命周期空間效應(yīng)高溫低溫倍率過放n單一因素加速老化倍率過放高溫倍率過放高溫低溫（一）失效機(jī)理研究：?jiǎn)我粦?yīng)力加速老化nn（1）溫度加速老化固相組分失效機(jī)制分析（25℃-65℃)7循環(huán)后超聲成像7循環(huán)后超聲成像不同溫度下固相組分（正極、負(fù)極、隔膜）充電過程仿真模擬OCV校正+正極反向扣電：溫度提升容量衰退加劇，內(nèi)阻顯著增加，失效主要為L(zhǎng)LI，不同溫度LL8（一）失效機(jī)理研究：?jiǎn)我粦?yīng)力加速老化n溫度加速老化下電芯內(nèi)外空間非均一衰減現(xiàn)象（2Ah，25℃&45℃)現(xiàn)有研究多基于電池均勻老化，難以揭示實(shí)際存在的空間異質(zhì)性問題，本研究發(fā)現(xiàn)高溫顯著加劇電極現(xiàn)有研究多基于電池均勻老化，難以揭示實(shí)際存在的空間異質(zhì)性問題，本研究發(fā)現(xiàn)高溫顯著加劇電極溫度加速老化失效機(jī)制是活性鋰損失，高溫加劇整體衰減，更放大了內(nèi)外區(qū)域在結(jié)構(gòu)演化與界面化（一）失效機(jī)理研究：?jiǎn)我粦?yīng)力加速老化n溫度加速老化下電芯內(nèi)外空間非均一衰減現(xiàn)象（2Ah，25℃&45℃)對(duì)于未來電池研發(fā)而言，在材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、熱管理策略以及壽命預(yù)測(cè)模型中均需充分納入空對(duì)于未來電池研發(fā)而言，在材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、熱管理策略以及壽命預(yù)測(cè)模型中均需充分納入空99高溫下正極內(nèi)側(cè)區(qū)域表現(xiàn)出更嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)退化，石墨負(fù)極內(nèi)部區(qū)域形成更厚且不高溫下正極內(nèi)側(cè)區(qū)域表現(xiàn)出更嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)退化，石墨負(fù)極內(nèi)部區(qū)域形成更厚且不（一）失效機(jī)理研究：?jiǎn)我粦?yīng)力加速老化JournalofJournalofEnergyChemistry,Revisedn（2）倍率加速老化失效機(jī)制分析（1C-10C）容量衰減與DCIR測(cè)試電放電倍率增大，循環(huán)容量逐漸減少，并且循環(huán)容量與可逆容量之間的差距也逐漸加，對(duì)電池動(dòng)力學(xué)性（一）失效機(jī)理研究：?jiǎn)我粦?yīng)力加速老化nn（3）過放加速老化失效機(jī)制分析（2.5V-0.25V）（二）失效機(jī)理研究：多應(yīng)力耦合加速老化n（1）溫度&過放加速老化失效機(jī)制分析（25℃-65℃,2.5V-0.5V）（二）失效機(jī)理研究：多應(yīng)力耦合加速老化n（1）溫度&過放加速老化失效機(jī)制分析（25℃-65℃,2.5V-0.5V）放電條件下，正極的厚度都相對(duì)保持不變，表明鋰正極結(jié)構(gòu)膨脹小，石墨負(fù)極厚度隨著放電的深度增放電條件下，正極的厚度都相對(duì)保持不變，表明鋰正極結(jié)構(gòu)膨脹小，石墨負(fù)極厚度隨著放電的深度增放電至1.0V時(shí)，上氣袋區(qū)域透射強(qiáng)度降低，表明局部電解液分解產(chǎn)氣聚集，放電至1.0V時(shí)，上氣袋區(qū)域透射強(qiáng)度降低，表明局部電解液分解產(chǎn)氣聚集，紅外熱成像顯示正極內(nèi)部熱積聚明顯，熒光成像則證實(shí)負(fù)極邊緣鋰（二）失效機(jī)理研究：多應(yīng)力耦合加速老化EnergyEnergyMaterialAdvances,Submittedn（2）溫度&過放加速非均一失效現(xiàn)象電芯超聲成像與負(fù)極側(cè)熒光成像正極側(cè)拆解加熱至60℃,電極降溫過程紅外熱成像分析（二）失效機(jī)理研究：多應(yīng)力耦合加速老化EnergyEnergyMaterialAdvances,Submittedn（2）溫度&過放加速非均一失效現(xiàn)象循環(huán)容量曲線、循環(huán)容量曲線、DCIR與dV/dQ分析原位膨脹與原位EIS測(cè)試負(fù)極SEI膜持續(xù)劣化并重構(gòu)，伴隨銅腐蝕與鋰沉積，界面阻抗上升，限制鋰離（二）失效機(jī)理研究：多應(yīng)力耦合加速老化eTransportation,eTransportation,2025,26,100455.n（3）溫度&多步快充老化失效機(jī)制分析（45℃,65℃)45℃多步快充無明顯老化，65℃多步快充顯著老化過程主要由活性鋰損失主導(dǎo)，熱效應(yīng)強(qiáng)化副反應(yīng)與界面不穩(wěn)定性，引發(fā)極化增強(qiáng)、晶格無序及（二）失效機(jī)理研究：多應(yīng)力耦合加速老化eTransportationeTransportation,2025,26,100455.n（3）溫度&多步快充老化失效機(jī)制分析（45℃n（3）溫度&多步快充老化失效機(jī)制分析（45℃,65℃)正極側(cè)原位XRD和EIS測(cè)試負(fù)極ToF-SIMS測(cè)試多步快充在中等溫度下顯著提升充電效率并保持穩(wěn)定循環(huán)性能，但高溫下會(huì)導(dǎo)致容量衰減（三）失效機(jī)理研究：全生命周期老化分析JournalofJournalofMaterialsChemistryA,2025,13(32):26297-26309.整體存儲(chǔ)和正負(fù)極單獨(dú)存儲(chǔ)后，正負(fù)極形貌和結(jié)高SOC下電極結(jié)構(gòu)更易退化，表現(xiàn)為正極鈍化裂紋與負(fù)極剝落增多，高SOC下電極結(jié)構(gòu)更易退化，表現(xiàn)為正極鈍化裂紋與負(fù)極剝落增多，（三）失效機(jī)理研究：全生命周期老化分析JournalofJournalofMaterialsChemistryA,2025,13(32):26297-26309.高SOC條件下的日歷老化顯著削弱循環(huán)性能，表現(xiàn)為容量保持率下高SOC條件下的日歷老化顯著削弱循環(huán)性能，表現(xiàn)為容量保持率下基于加速老化機(jī)理的認(rèn)識(shí)對(duì)電池性能的提升對(duì)電極材料改性制備的指導(dǎo)作用加速老化精準(zhǔn)揭示電極主要失效機(jī)理驗(yàn)證多元改性策略促進(jìn)材料體系升級(jí)nn單體電池層面對(duì)電池化成工藝的調(diào)控優(yōu)化作用加速老化揭示化成階段關(guān)鍵反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征多尺度解析電化學(xué)、熱力學(xué)與界面協(xié)同演化驗(yàn)證分步化成路徑提升電極活化與循環(huán)穩(wěn)定性（一）倍率依賴失效機(jī)制解析及針對(duì)性改性方案 倍率依賴失效機(jī)制圖正負(fù)極不同倍率循環(huán)后結(jié)構(gòu)和表界面組分分析失效機(jī)制在不同的循環(huán)倍率下存在較大差異，需要針對(duì)不同的失效機(jī)理失效機(jī)制在不同的循環(huán)倍率下存在較大差異，需要針對(duì)不同的失效機(jī)理（一）倍率依賴失效機(jī)制解析及針對(duì)性改性方案nn構(gòu)建氮摻雜碳層包覆層，功能性界面工程調(diào)控倍率依賴失效行為鋰離子濃度分布和應(yīng)力分布仿真模擬功能界面層利用氮鋰之間的親和性，促進(jìn)鋰離子遷移、降低內(nèi)部極化功能界面層利用氮鋰之間的親和性，促進(jìn)鋰離子遷移、降低內(nèi)部極化（二）低溫失效機(jī)制解析及針對(duì)性改性方案nn磷酸鐵鋰電池低溫失效機(jī)制總結(jié)不同組分的低溫失效機(jī)制呈現(xiàn)差異性低溫進(jìn)一步降低正極動(dòng)力學(xué)特性，增大極化低溫加劇石墨負(fù)極表面鋰枝晶生長(zhǎng)，誘發(fā)內(nèi)短路低溫增加電解液粘度，降低離子傳輸動(dòng)力學(xué)nn磷酸鐵鋰低溫失效行為調(diào)控界面工程調(diào)控磷酸鐵鋰正極低溫失效行為通過界面工程構(gòu)建內(nèi)建電場(chǎng)，促進(jìn)鋰離子脫嵌動(dòng)力學(xué)性能提升，脫嵌鋰過程極化減小應(yīng)力積累減少，不可逆相變得到抑制CarbonNeutralization,2025,4(2):e70001.Unpublished23（三）磷酸鐵鋰軟包電池梯度化成工藝探究n多步化成對(duì)電化學(xué)性能與壽命演化的調(diào)控作用不同化成工藝對(duì)比高溫過放加速老化性能測(cè)試（45℃,2.0V）容量衰減率容量吞吐量多步分段化成（IA）相比恒流化成（CA）可縮短化成時(shí)間并抑制活性鋰損失，實(shí)現(xiàn)多步分段化成（IA）相比恒流化成（CA）可縮短化成時(shí)間并抑制活性鋰損失，實(shí)現(xiàn)在宏觀上降低膨脹應(yīng)力與極化阻抗，促進(jìn)相變均勻與離子遷移順暢，從而實(shí)現(xiàn)整體（三）磷酸鐵鋰軟包電池梯度化成工藝探究n多步化成優(yōu)化多尺度電化學(xué)動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)演化（三）磷酸鐵鋰軟包電池梯度化成工藝探究 n多步化成抑制正極界面副反應(yīng)與電解液分解2025,DOI n多步化成抑制正極界面副反應(yīng)與電解液分解2025,DOI:10.1007/s40820-025-01971-2循環(huán)后正極XPS濺射和ToF-SIMS測(cè)試循環(huán)后正極形貌和結(jié)構(gòu)分析循環(huán)后正極單顆粒壓潰測(cè)試成形成穩(wěn)定均勻的CEI層，緩解應(yīng)力集中與晶格失穩(wěn)，顯著抑制正極顆粒成形成穩(wěn)定均勻的CEI層，緩解應(yīng)力集中與晶格失穩(wěn)，顯著抑制正極顆粒多步化成顯著減少碳酸鹽與氟化物副產(chǎn)物，形成薄而均勻的CEI層，有效抑制電解液分多步化成顯著提高SEI膜的均勻性與楊氏模量，減少金屬離子遷移沉積，從而增強(qiáng)（三）磷酸鐵鋰軟包電池梯度化成工藝探究n多步化成提升負(fù)極SEI膜