تأثير الشحن والتفريغ خلايا الليثيوم الجرافيت فوسفات الحديد عند درجات حرارة مختلفة على تدهور
Özet
توضح هذه المقالة تأثير درجات الحرارة تختلف عن شحن/تصريف على تدهور ليثيوم الحديد الفوسفات-الجرافيت الحقيبة الخلايا، تهدف إلى محاكاة ما يقرب من سيناريوهات حالة حقيقية. وفي المجموع، التحقيق 10 درجات الحرارة تركيبات في النطاق من-20 إلى 30 درجة مئوية بغية تحليل أثر درجة الحرارة على تدهور.
Abstract
يتم تقييم تأثير الشحن والتفريغ خلايا الليثيوم الجرافيت فوسفات الحديد عند درجات حرارة مختلفة في تدهورها بصورة منتظمة. يتم تقييم تدهور الخلايا باستخدام 10 الشحن والتفريغ التباديل درجة حرارة تتراوح من-20 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية. وهذا يتيح تحليلاً لتأثير درجات حرارة الشحن والتفريغ على الشيخوخة، والرابطات التابعة لها. نفذت مجموعة دورات الشحن/تفريغ 100. 25 دورات لكل دورة إشارة أجرى لتقييم تدهور القدرات عكسها ولا رجعة فيها. واستخدمت تحليل تباين متعددة عوامل، وتم تركيب النتائج التجريبية تبين: ط) علاقة الدرجة الثانية بين معدل تدهور ودرجة الحرارة من التهمة، ثانيا) وجود علاقة خطية مع درجة حرارة التفريغ، والثالث) العلاقة بين درجة حرارة شحن وتفريغ. ووجد أن الجمع بين درجات الحرارة للشحن في + 30 درجة مئوية والتفريغ في-5 درجة مئوية أدى إلى معدل أعلى من التدهور. من ناحية أخرى، ركوب الدراجات في درجة حرارة تتراوح من-20 درجة مئوية إلى 15 درجة مئوية (مع تركيبات مختلفة من درجات الحرارة للشحن والتفريغ)، أدى إلى تدهور أقل بكثير. بالإضافة إلى ذلك، عندما تكون درجة الحرارة مقابل 15 درجة مئوية، اتضح أن معدل التدهور نونديبيندينت في درجة حرارة التفريغ.
Introduction
قوة التحمل أصبح واحداً من المواضيع المحورية للفائدة في بطارية ليثيوم أيون بطاريات (LIB)1،2،3 البحث، عدم إهمال سلامة السلوك والأداء والتكلفة. تدهور البطارية تنطوي على تحديات خاصة للتطبيقات الإلكترونية-التنقل كما هو مطلوب4،5،6 بالمقارنة مع تطبيقات أخرى (مثلاً، قبل بضع سنوات للمستهلك من مدة طويلة نسبيا الإلكترونيات). تدهور الأداء الأولى للنقابة (مثلاً، من حيث القدرة والمقاومة) على مر الزمن بسبب الكهروكيميائية والتقويم الشيخوخة. العديد من العوامل (مثلالقطب، والظروف البيئية، والأحمال الحالية ومواد الفولتية وقف إنتاج المواد الانشطارية) يمكن أن تكون حاسمة في التدهور. الأدب يحدد درجة الحرارة كأحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على تدهور المواد النشطة القطب و ردود فعل الجانب الكهربائي-الكهرباء7. وعلى الرغم من الكم الهائل من المنشورات في الأدبيات التي تتناول المتانة البطارية في درجات حرارة مختلفة1،،من89،10،11، 12، وتمثل هذه الدراسات فقط خلايا معينة، والأساليب، والإعدادات المستخدمة. ومن ثم، استقراء للخلايا الأخرى ليست تافهة، مما يجعل مقارنة كمية بين مختلف الدراسات صعبة للغاية.
ويمكن توقع أن ركوب الدراجات في الشحن والتفريغ مختلفة قد بعض التأثير على سلوك تدهور البطارية لأن الكثير من العمليات التي تسبب تدهور درجة الحرارة يتوقف. وعلاوة على ذلك، في عدد من التطبيقات، الشحن والتفريغ درجات حرارة مختلفة تمثل سيناريو أكثر إقناعاً [مثلاً، والبطارية دراجة الإلكترونية في بيئة التحكم في درجة الحرارة (داخلي) وتدوير الدراجة الإلكترونية (أي ، وخرجوا) عند درجات حرارة مختلفة (في الهواء الطلق)؛ شهدت تقلبات درجات الحرارة اليومية والموسمية في العديد من التطبيقات.] ومع ذلك، دراسة نتائج اختبار الشيخوخة التي نشرت في الأدب عادة نفس درجة الحرارة للشحن والتفريغ الخطوات. كما أن استخدام المعايير ذات الصلة13،14،15،،من1617 واختبار الأسلوب كتيبات18،19،20 نفس درجة الحرارة. وجدنا في الأدب مثال واحد لركوب الدراجات في درجات حرارة مختلفة (مثلاً، 45 درجة مئوية، 65 درجة مئوية)21 للشحن والتفريغ. ووصف مرتكبي هذا العمل تتلاشى أعلى في القدرة على أعلى درجة حرارة السائل، الذي يعزى إلى نمو طبقة واجهة (معهد استوكهولم للبيئة) اﻻلكتروﻻيت الصلبة والليثيوم تصفيح21. من المستحسن تقييم تدهور البطارية تحت ظروف ممثل سيناريوهات واقعية. المعايير المستقبلية واللوائح قد تستفيد من النتائج المعروضة في هذا العمل على اختبار التهمة والاضطلاع في درجات حرارة مختلفة22.
كقاعدة عامة، ارتفاع درجات الحرارة اختبار التعجيل بتدهور1،،من1112، وتعزيز نمو23،،من11معهد استوكهولم للبيئة24، وتشجيع التغيرات في معهد استوكهولم للبيئة 11،23. ركوب الدراجات في درجات الحرارة المنخفضة من ناحية أخرى، ينتج التحديات غير المحتمل: ييسر الطلاء وتغصن النمو (ليثيوم أيون بطء نشر)25،26،،من2728. يمكن أن يتفاعل فلز الليثيوم بالكهرباء مما أدى إلى انخفاض متانة وانخفاض درجة سلامة28،29.
وانغ وآخرون 8 نشرت أن تتلاشى في قدرة تتبع علاقة قانون سلطة مع الإنتاجية مقابل (درجات حرارة تتراوح بين 15 و 60 درجة مئوية). وقد وصف مؤلفين آخرين جذر التربيعي للوقت العلاقة مع تتلاشى في قدرة10،،من3031،32،،من3334. هذا يفترض أن تمثل الخسارة قدرة لا رجعة فيها التي تعزى إلى نمو معهد استوكهولم للبيئة30،31 التي يستهلك فيها النشطة الليثيوم. وقد تدهور القدرات أيضا نصيباً تدهور الخطي مع الوقت33،،من3435. وأخيراً، تم التحقق من صحة بعض المحاكاة لتتلاشى في القدرات عند درجات حرارة مختلفة مع النتائج التجريبية وأظهرت البيانات على تبعية أسي من التدهور ودرجة الحرارة8،10.
في هذا العمل، تأثير درجات الحرارة المختلفة من التهمة والتصريف في تدهور سلوك ليثيوم فوسفات الحديد (طابعات الحجم الكبير) هو وصف للخلايا الجرافيت مصممة لدرجات الحرارة المحيطة الفرعي. تم تصغير عدد التوافيق ممكن درجة الحرارة باستخدام تصميم التجربة (الفلاني) الأسلوب36؛ نهج المستخدمة عادة في العمليات الصناعية الأمثل. كما تم تطبيق هذا الأسلوب من فورمان et al. 37 دراسة تدهور البطارية، تقديم الخطأ التنبؤ بالحد الأدنى (د-الأمثل). وبدلاً من ذلك، مانزيل et al. 38 وضع نموذج للتنبؤ بحياة متعددة عوامل إعادة استخدام البيانات من عمر et al. 12-كانت مزودة البيانات، وتم الحصول على مصفوفة لتدهور.
في العمل الحالي، كانت مزودة البيانات التي تم الحصول عليها بتركيب مربعا على الأقل غير خطية (متعدد) الذي يشمل الدرجة الأولى التفاعلات بين درجات الحرارة لشحن وتفريغ. واستخدمت تحليل تباين (ANOVA) لتقييم المعاملات ودرجة متعدد الحدود. الطريقة تساعد على فهم تأثير درجات الحرارة للشحن والتفريغ وتفاعلاتها المحتملة. يمكن أن تكون هذه المعلومات ذات الصلة لدعم إنشاء لصالح المستقبل للغرض وواقعية البروتوكولات والمعايير.
Protocol
Representative Results
Discussion
سلوك لركوب الدراجات في (-20 درجة مئوية،-20 درجة مئوية) (الشكل 1) يمكن أن تنسب إلى (ط) القيود الحركية أثناء الشحن (انتشار أيون مخفضة، ومقاومة نقل تهمة محرومين في الواجهة من قطب كهربائي/اﻻلكتروﻻيت41، انخفاض الموصلية أيون، تهمة الاختلال، إلخ) و/أو تصفيح الليثيوم (ثانيا) عند الشحن عند درجات حرارة منخفضة يمكن نشرها بسرعة عند ركوب الدراجات في ارتفاع درجات الحرارة42. عندما تكون درجة الحرارة إلى 25 درجة مئوية، يتم زيادة نشر أيون وهناك الموازنة للدولة غير المتوازنة. سيؤدي هذا إلى حدوث انتعاش قدرة. لم يتم العثور على سلوك مشابه في الأدب. هذا الجمع بين درجات الحرارة لنوع الخلايا قيد التحقيق، غير مستحسن لركوب مستمر بسبب اضمحلال قدرة سريعة، على الرغم من أن هناك بعض الاسترداد الجزئي للقدرات بعد فترة معينة من الزمن انتعاش في درجة حرارة الغرفة.
من ناحية أخرى، تأثرت خلايا تدوير في (12 درجة مئوية، 30 درجة مئوية) غير مرغوب بها بانقطاع دورة التقييم الإشارة (هذا ولا شك أن يطيل وقت الاختبار الشامل) (الشكل 1). هذه العينات التي عانت من تدهور منذ البداية للدراجات، وأنها يمكن أن تكون أكثر عرضه لتدهور إضافي عند مقارنتها مع العينات تدوير في < 12 درجة مئوية.
شيخوخة طويلة الأجل مع Tc = Td أظهرت على مقربة الثانية أمر علاقة متعدد الحدود بين الاحتفاظ بالقدرات ودرجة حرارة الاختبار (للمجموعة من-5 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية، الشكل 1ب). عمر et al. 12 أظهر سلوك مشابهة (في درجة حرارة تتراوح بين-18 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية). القيمة عند (-20 درجة مئوية،-20 درجة مئوية) لم تؤخذ في الاعتبار كما سلوكه يختلف جذريا عن الاتجاه العام. ويبدو من مقاييس القدرة CRالمرجع، أن ركوب الدراجات في النطاق من-20 درجة مئوية إلى 15 درجة مئوية ينجم عنه تدهور قليلاً (الشكل 1ب). سلوك مختلفة يتجلى CRالإشاري و CRطويل الأجل يمكن تفسيره بحيث يتم حسابها على الفحوص التي أجريت في درجات حرارة مختلفة ومختلفة ج-معدلات. وبالتالي، حساسة لعمليات مختلفة: الشيخوخة لا رجعة فيه (النتائج المترتبة على التدهور أبدية)12،43 وعكسها الشيخوخة [نتيجة للشيخوخة يمكن أن يكون المستعادة (مثلاً، مدد بقية مرات)]. فإنه يمكن اعتبار أن، من ناحية، CRref حساسة إلى تدهور لا يمكن إصلاحه، ومن ناحية أخرى، CRطويل الأجل حساس لتدهور عكسها ولا رجعة فيها على حد سواء.
التشكيلات الجانبية للتفريغ أثناء اختبار طويل الأجل تظل قابلة للمقارنة (الشكل 2)؛ والفرق الرئيسي هو > 3 Ah (انخفاض في قدرة التفريغ)8. مرجع ركوب (الشكل 2ب)، الهضاب الثلاث يمكن ملاحظتها في النطاق الخامس 3.15-3.30، المقابلة لفرق الجهد بين الكاثود (3.43 V المقابلة للأكسدة زوجين Fe3 +/Fe2 +)44 ومراحل الالكترود45،اﻷنود46. عند ركوب الدراجات، وهناك تشرد إلى انخفاض قدرة القيم، بسبب استهلاك بطارية ليثيوم cyclable، أو تدهور مادية بسبب الشيخوخة47.
عند ركوب الدراجات في معطى Tc، اتضح أن الاستقرار الطويل الأجل أعلى في أقل Td. وهذا يتفق مع الاتجاه العام أن يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تدهور أعلى. وقد لوحظ لثلاثة أزواج من تركيبات تقييمها وعرضها في الأرقام 3a – ج 3. وهكذا، ركوب الدراجات في Td = 30 درجة مئوية يؤدي إلى تدهور أعلى من Td =-5 درجة مئوية، Tc نفسه. وبالمثل، Td = 12 درجة مئوية أكثر تطلبا من Td =-10 درجة مئوية عند Tc هو نفسه (12 درجة مئوية).
وفي بعض الظروف، وجد اتجاه تدهور للإشارة ركوب الدراجات معاكس للدراجات طويلة الأجل. وهذا حالة (30 ° c،-5 درجة مئوية) مقابل (30 درجة مئوية، 30 درجة مئوية) و (12 درجة مئوية،-10 درجة مئوية) مقابل (12 درجة مئوية، 12 درجة مئوية) ركوب الدراجات. ويبين تقييم دورة الإشارة فقط تدهور لا رجعة فيه، حين الشيخوخة الطويلة الأجل تتأثر بآثار لا رجعة فيها ويمكن عكسها على حد سواء. إلى جانب ذلك، يؤدي ج 1 الدراجات إلى قطرات المقاومها أعلى (أعلى في درجات حرارة منخفضة). إذا كان اختبار سلوك الخلايا في (30 درجة مئوية،-5 درجة مئوية) هو مقارنة مع الخلايا التي اختبرت في (-5 درجة مئوية، 30 درجة مئوية)، يمكن استنتاج أنه في كلتا الحالتين هناك تدهور مماثل [CRطويل الأجل حوالي 90 في المائة (الجدول 1)]. ومع ذلك، يوضح CRref تدهور أقل في (-5 درجة مئوية، 30 درجة مئوية). في ظل هذه الظروف (أيعينها Td)، أعلى Tc يعني المزيد من التدهور، كما يتضح من الأرقام 4a و 4b. Tc = 30 درجة مئوية ركوب الدراجات يحط الخلايا أكثر بالمقارنة مع Tc =-5 درجة مئوية (عند Td هو نفسه). وهذا يتفق مع تفسير البيانات المتعلقة بشروط الدراجات الأخرى التي نوقشت سابقا.
خلاصة، يمكن الاستنتاج بأن ركوب الدراجات في (-5 درجة مئوية،-5 درجة مئوية)، (0 درجة مئوية،-20 درجة مئوية)، (5 درجات مئوية، 5 درجة مئوية)، (12 درجة مئوية،-10 درجة مئوية) (15 درجة مئوية،-20 درجة مئوية) وأكثر من 100 دورة أدى إلى ما يقرب من لا تدهور. اختبار العينات في Td =-20 درجة مئوية، ثبت أن تكون مستقرة (الانتعاش في القدرات في الشكل 4ج+ 25 درجة مئوية)، مما يجعل هذه العينات مناسبة للتطبيقات درجة حرارة الغرفة الفرعية. استعادة القدرات هذا مثير للإعجاب أقل عند زيادة التعاون التقني. سلوك سيظهر هذا المجموعة من العينات التي تشير إلى أن هناك عنصر كبيرة من تدهور عكسها عند درجات حرارة منخفضة (العنصر الحركي).
عادة ما يكون الشرط الأولى لسطح مادة اﻷنود (الجرافيت) (6a الأرقام ود 6) على نحو سلس. وبعد ركوب الدراجات الهوائية يخشن السطح، كما لاحظ آخرون48. التغيير في التشكل أكثر وضوحاً في منطقة صدم (الأرقام6b و 6e) مقارنة بالجزء المركزي من مسرى (ج 6 أرقام و 6f). عندما يتم زيادة التكبير، مرئية الجسيمات الكرة في منطقة صدم (الشكل 6ه). أن هذه الهياكل متوسط قطرها 35 إلى 175 نانومتر، ولوحظت أيضا قبل الآخرين49،،من5051. في هذه الدراسات، التي تم تعيينها إلى طلاء محبب المعدني لي الجسيمات49،50 التي تنمو طبقة معهد استوكهولم للبيئة50. تفسير محتمل لهذا بلاتينج يمكن أن تسند إلى: (ط) درجة معينة من الزائد كما وصفها لو et al. 49 (10% أوفيرليثييشن) أو (ii) ضغط متنافرة في الأقطاب كما درس بها باخ et al. 52.
إلكترون الثانوية SEM يصور مشرق الجسيمات الموزعة في أنود المدورة (الرقم 6i). هذه الجسيمات هي أقل وضوحاً في منطقة متموج (بيانات تكميلية، الرقمS1) وتكون غير مرئية في منطقة نتوء (الشكل 6 س). EDX التحقيقات حددت هذه الجسيمات كالنحاس المعدني (راجع إدراج في الشكل 6أنا والبيانات التكميلية في S2 الشكل). فمن الممكن أن الاتحاد الجمركي (جامع الحالية) يذوب ورواسب على مسرى (مثلاً، الحالي جامع التآكل يحدث نتيجة مفاعليه مع الكهرباء وعند اﻷنود المحتملة إيجابية جداً مقابل لي/لي+) 28-في منطقة صدم، آثار الاتحاد الجمركي بعد تركيز أعلاه الإشارات الخلفية قد تم أيضا أبسيرفيد. يمكن أن يكون تكهنات بأن الظروف السائدة في تلك المنطقة لا لسبب ما، لصالح هطول الأمطار للاتحاد الجمركي. وأخيراً، تم أيضا قياس آثار الحديد. وهذا يمكن أن يعزى إلى انحلال الحديد من مادة الكاثود (ليفيبو4)، كما حددتها الآخرين48،،من5354. ليف6 أساس الشوارد (آثار التردد)55، تقييما الكاثود المدورة أظهر أي تعديلات بالمقارنة مع المواد الطازجة (المواد التكميلية، S3 الرقم). المزيد من التجارب تجري لوصف هذه المواد الكاثود كذلك.
حساب معدلات التحلل (DRs) من الجدول 1 من CRالمرجع كانت المرسومة مقابل اختبار درجات الحرارة (الشحن والتفريغ)، ثم تركيبها بطريقة أقل-ساحة (2D). يعرض الرقم 7 السطح-تركيب المتولدة، أين هي النقاط المقاسة DRs. وقسمت إلى مجموعات التعلم، والتحقق من البيانات للتركيب dataset. وكان دالة متعدد الحدود المحددة (أفضل ص2). شروط يمثل الأحمر مع انخفاض DRs والأزرق يمثل الظروف مع أعلى DRs. معادلة نموذج الناتجة:
(4)
الدلالة الإحصائية لمعاملات متعدد الحدود، أكد ANOVA، يؤدي إلى علاقة الدرجة الثانية ل الدكتور مع Tc وعلاقة خطية مع Td.
الملاحظات الأخرى التي يمكن أن تكون مفيدة إذا كانت تحتاج إلى تطبيقات مناسبة تحديد: عندما يكون Tc حوالي15 درجة مئوية، والدكتور تعتمد على عدم ل الدفتيريا؛ وعندما يحدث Tc < 15 درجة مئوية، إلى تدهور أكبر في أعلى Td؛ عند حدوث تدهور انخفاض Tc > 15 درجة مئوية، في أعلى Td؛ أدنى الدكتور يناظر (Tc =-7 درجة مئوية، Td =-20 درجة مئوية)؛ أعلى الدكتور يناظر (Tc = 30 درجة مئوية، Td =-20 درجة مئوية) أو (Tc =-20 درجة مئوية، Td = 30 درجة مئوية).
قد تكون النتائج المعروضة في هذا العمل من أهمية بالنسبة لتصميم المستقبل المعايير واللوائح من أجل تمثيل سيناريوهات أكثر واقعية. تجارب أخرى باستخدام كيمياء أخرى ضرورية للتحقق من صحة هذه الاستنتاجات من أجل العثور مجموعة تشغيل أمثل اعتماداً على التطبيق. سيتم تقييم أعمال إضافية آثار الشيخوخة التقويم.
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يشكر المؤلفون مارك ستين وبريت لويس لدعمهما الممتاز استعراض هذه المخطوطة.
Materials
| artificial graphite | IMERYS | D50 about 6 µm. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons | |
| lithium iron phosphate | BASF | D50 about 11 µm. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons | |
| Cu foil | Schlenk | 16 µm thickness. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons | |
| Al foil | Showa Denko | 20 µm thickness. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons | |
| separator | Celgard | separator. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons | |
| Maccor cycler | Maccor | Maccor Series 4000 | Battery cycler |
| BIA chamber | BIA | BIA MTH 4.46 | environmental temperature chambers |
| SEM | Carl Zeiss, Germany | ZEISS SUPRA 50 | Scanning Electron Microscope |
| EDAX | Oxford Instruments, UK | Oxford X-MaxN 80 | Energy Dispersive X-ray spectrometer |
| SDD | Oxford Instruments, UK | AZtec software | Drift detector |
Referanslar
- Conte, M., et al. Ageing testing procedures on lithium batteries in an international collaboration context. 25th World Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium & Exhibition. , (2010).
- Barré, A., et al. A review on lithium-ion battery ageing mechanisms and estimations for automotive applications. Journal of Power Sources. 241, 680-689 (2013).
- Danzer, M., Liebau, V., Maglia, F. . Aging of Lithium-ion Batteries for Electric Vehicles. , (2015).
- International Energy Agency (IEA). . Technology Roadmap. Electric and Plug-in Hybrid Electric Vehicles. , (2011).
- Shi, W., et al. Analysis of thermal aging paths for large-format LiFePO4/graphite battery. Electrochimica Acta. 196, 13-23 (2016).
- Wang, J., et al. Cycle-life model for graphite-LiFePO4 cells. Journal of Power Sources. 196 (8), 3942-3948 (2011).
- Steffke, K., Inguva, S., Van Cleve, D., Knockeart, J. SAE J1548: accelerated life test methodology for Li-ion batteries in automotive applications. SAE 2013 World Congress & Exhibition. , (2013).
- Ecker, M., et al. Development of a lifetime prediction model for lithium-ion batteries based on extended accelerated aging test data. Journal of Power Sources. 215, 248-257 (2012).
- Ramadass, P., Haran, B., White, R., Popov, B. N. Capacity fade of Sony 18650 cells cycled at elevated temperatures: Part I. Cycling performance. Journal of Power Sources. 112 (2), 606-613 (2002).
- Omar, N., et al. Lithium iron phosphate based battery – Assessment of the aging parameters and development of cycle life model. Applied Energy. 113, 1575-1585 (2014).
- International Electrotechnical Commission. . Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles – Part 1: performance testing. , (2011).
- International Organization for Standardization. . Electrically propelled road vehicles – Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems – Part 1: high-power applications. , (2011).
- International Organization for Standardization. . Electrically propelled road vehicles – Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems – Part 2: high-energy applications. , (2012).
- The Engineering Society for Advancing Mobility Land Sea Air and Space International. . Life Cycle Testing of Electric Vehicle Battery Modules. , (2008).
- The Engineering Society for Advancing Mobility Land Sea Air and Space International. . Recommended Practice for Performance Rating of Electric Vehicle Battery Modules. , (2008).
- Idaho National Laboratory. . Battery Calendar Life Estimator Manual: Modeling and Simulation. , (2012).
- Idaho National Laboratory. . Battery Technology Life Verification Test Manual Revision 1. , (2012).
- United States Advanced Battery Consortium LLC. . USABC Electric Vehicle Battery Test Procedures Manual Revision 2. , (1996).
- Jalkanen, K., et al. Cycle aging of commercial NMC/graphite pouch cells at different temperatures. Applied Energy. 154, 160-172 (2015).
- Ruiz, V., et al. A review of international abuse testing standards and regulations for lithium ion batteries in electric and hybrid electric vehicles. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 81, 1427-1452 (2017).
- Inaba, M., Tomiyasu, H., Tasaka, A., Jeong, S. -. K., Ogumi, Z. Atomic force microscopy study on the stability of a surface film formed on a graphite negative electrode at elevated temperatures. Langmuir. 20 (4), 1348-1355 (2004).
- Richard, M. N., Dahn, J. R. Accelerating rate calorimetry study on the thermal stability of lithium intercalated graphite in electrolyte. I. Experimental. Journal of the Electrochemical Society. 146 (6), 2068-2077 (1999).
- Broussely, M., et al. Main aging mechanisms in Li ion batteries. Journal of Power Sources. 146 (1-2), 90-96 (2005).
- Burns, J. C., Stevens, D. A., Dahn, J. R. In-situ detection of lithium plating using high precision coulometry. Journal of the Electrochemical Society. 162 (6), 959-964 (2015).
- Fleischhammer, M., Waldmann, T., Bisle, G., Hogg, B. -. I., Wohlfahrt-Mehrens, M. Interaction of cyclic ageing at high-rate and low temperatures and safety in lithium-ion batteries. Journal of Power Sources. 274, 432-439 (2015).
- Vetter, J., et al. Ageing mechanisms in lithium-ion batteries. Journal of Power Sources. 147 (1), 269-281 (2005).
- Arora, P., White, R. E., Doyle, M. Capacity fade mechanisms and side reactions in lithium-ion batteries. Journal of the Electrochemical Society. 145 (10), 3647-3667 (1998).
- Spotnitz, R., Franklin, J. Abuse behavior of high-power, lithium-ion cells. Journal of Power Sources. 113 (1), 81-100 (2003).
- Broussely, M., et al. Aging mechanism in Li ion cells and calendar life predictions. Journal of Power Sources. 97-98, 13-21 (2001).
- Niikuni, T., Koshika, K., Kawai, T. Evaluation of the influence of JC08-based cycle stress on batteries in plug-in hybrid electric vehicle. EVS25 (World Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium). , (2010).
- Betzin, C., Wolfschmidt, H., Luther, M. Long time behavior of LiNi0.80Co0.15Al0.05O2 based lithium-ion cells by small depth of discharge at specific state of charge for primary control reserve in a virtual energy storage plant. Energy Procedia. 99, 235-242 (2016).
- Schmalstieg, J., Käbitz, S., Ecker, M., Sauer, D. U. A holistic aging model for Li(NiMnCo)O2 based 18650 lithium-ion batteries. Journal of Power Sources. 257, 325-334 (2014).
- Belt, J., Utgikar, V., Bloom, I. Calendar and PHEV cycle life aging of high-energy, lithium-ion cells containing blended spinel and layered-oxide cathodes. Journal of Power Sources. 196 (23), 10213-10221 (2011).
- Atkinson, A., Donev, A., Tobias, R. . Optimum Experimental Designs, with SAS. , (2007).
- Forman, J. C., Moura, S. J., Stein, J. L., Fathy, H. K. Optimal experimental design for modeling battery degradation. ASME 2012 5th Annual Dynamic Systems and Control Conference Joint with the JSME 2012 11th Motion and Vibration Conference. 1, 309-318 (2012).
- Muenzel, V., De Hoog, J., Brazil, M., Vishwanath, A., Kalyanaraman, S. A multi-factor battery cycle life prediction methodology for optimal battery management. e-Energy 2015 – Proceedings of the 2015 ACM 6th International Conference on Future Energy Systems. , 57-66 (2015).
- Ruiz, V., et al. Degradation studies on lithium iron phosphate – graphite cells. The effect of dissimilar charging – discharging temperatures. Electrochimica Acta. 240, 495-505 (2017).
- Eddahech, A., Briat, O., Vinassa, J. M. Lithium-ion battery performance improvement based on capacity recovery exploitation. Electrochimica Acta. 114, 750-757 (2013).
- Zhang, S., Xu, K., Jow, T. Low-temperature performance of Li-ion cells with a LiBF4-based electrolyte. Journal of Solid State Electrochemistry. 7 (3), 147-151 (2003).
- Fan, J., Tan, S. Studies on charging lithium-ion cells at low temperatures. Journal of the Electrochemical Society. 153 (6), 1081-1092 (2006).
- Franco, A. A., Doublet, M. L., Bessler, W. G. . Physical Multiscale Modeling and Numerical Simulation of Electrochemical Devices for Energy Conversion and Storage. , (2016).
- Padhi, A. K., Nanjundaswamy, K. S., Goodenough, J. B. Phospho-olivines as positive-electrode materials for rechargeable lithium batteries. Journal of the Electrochemical Society. 144 (4), 1188-1194 (1997).
- Dubarry, M., Liaw, B. Y. Identify capacity fading mechanism in a commercial LiFePO4 cell. Journal of Power Sources. 194 (1), 541-549 (2009).
- Kassem, M., et al. Calendar aging of a graphite/LiFePO4 cell. Journal of Power Sources. 208, 296-305 (2012).
- Franco, A. A., Doublet, M. L., Bessler, W. G. . Physical Multiscale Modeling and Numerical Simulation of Electrochemical Devices for Energy Conversion and Storage. , (2016).
- Zheng, Y., et al. Deterioration of lithium iron phosphate/graphite power batteries under high-rate discharge cycling. Electrochimica Acta. 176, 270-279 (2015).
- Lu, W., et al. Overcharge effect on morphology and structure of carbon electrodes for lithium-ion batteries. Journal of the Electrochemical Society. 159 (5), 566-570 (2012).
- Stark, J. K., Ding, Y., Kohl, P. A. Nucleation of electrodeposited lithium metal: dendritic growth and the effect of co-deposited sodium. Journal of the Electrochemical Society. 160 (9), 337-342 (2013).
- Honbo, H., Takei, K., Ishii, Y., Nishida, T. Electrochemical properties and Li deposition morphologies of surface modified graphite after grinding. Journal of Power Sources. 189 (1), 337-343 (2009).
- Bach, T. C., et al. Nonlinear aging of cylindrical lithium-ion cells linked to heterogeneous compression. Journal of Energy Storage. 5, 212-223 (2016).
- Klett, M., et al. Non-uniform aging of cycled commercial LiFePO4//graphite cylindrical cells revealed by post-mortem analysis. Journal of Power Sources. 257, 126-137 (2014).
- Amine, K., Liu, J., Belharouak, I. High-temperature storage and cycling of C-LiFePO4/graphite Li-ion cells. Electrochemistry Communications. 7 (7), 669-673 (2005).
- Koltypin, M., Aurbach, D., Nazar, L., Ellis, B. More on the performance of LiFePO4 electrodes-The effect of synthesis route, solution composition, aging, and temperature. Journal of Power Sources. 174 (2), 1241-1250 (2007).
