In situ stress monitoring unravels particle-scale microstructural evolution in aging LiFePO₄/graphite batteries

磷酸铁锂/石墨（LFP/Gr）电池在储能领域得到广泛应用。在循环过程中，活性材料的反复锂化/脱锂化会导致周期性的应力波动，这对电化学性能产生负面影响。揭示长期循环过程中应力演变与电极层面变化之间的关联对于准确评估电池健康状态至关重要。在此，利用自主研发的高精度原位应力监测平台，实时跟踪了 LFP/Gr 电池在 500 次循环中的应力演变情况。通过透射电子显微镜（TEM）和 X 射线光电子能谱（XPS）表征发现，老化过程中应力基线的增加反映了石墨颗粒上固体电解质界面（SEI）的增厚，而应力曲线振幅的变化表明由于LFP 颗粒破裂程度和比例增加，使活性比表面积增大导致正极侧的相变速率加快。通过建立宏观应力特征与电极微观结构之间的联系，这项研究为基于应力的电池状态估计技术的进一步发展提供了实验依据。

2026年01月