摘要：5A电流恒流充电至4.2V后再恒压充电，电流、电压和容量曲线如图2所示，恒流充电容量占比约87%。
Sony18650电池US18650VTC5 A产品规格如下：
图1 US18650VTC5A电池照片和尺寸示意图
电池基本规格：
标称容量：2600mAh
额定（最小）容量：2500mAh
标称电压：3.6V
重量：44.9g（典型值）
尺寸：直径最大18.35mm，高度最大65.20mm
电池：13.0mΩ（1kHz AC测量典型值）
正极材料体系：NCA（镍钴铝）
负极材料体系：石墨（Gr）和二氧化硅（SiO）
电池电化学性能
2.5A电流恒流充电至4.2V后再恒压充电，电流、电压和容量曲线如图2所示，恒流充电容量占比约87%。
图2 2.5A恒流恒压充电曲线
不同倍率放电曲线和容量如图3和图4所示，电流不断增加，电池电压极化增加，放电平均电压逐步降低。电流从0.5A到2.5A时，电池放电容量降低，电流继续增加到10A和20A时，电池容量反而略有上升，这主要是温升比较大导致的。
图3 不同倍率的放电曲线
图4 倍率性能
电池温度特性如图5和图6所示，电池在-20℃至60℃的温度范围内，以10A的电流放电，截止电压为2.5V。-20℃容量仍旧90%以上。
图5 不同温度下放电曲线
图6 温度特性
电池在300个循环后至少保持初始容量的80%，循环测试条件：充电条件为23℃，4.2V，4A（CC/CV），100mA截止；放电条件为23℃，10A，2.5V截止。
图7 电池循环性能
电池拆解过程
在惰性气体氛围下拆解电池，直接测量电池组件的尺寸，并使用CT扫描获取内部结构数据。将拆解的点吃几片构建了阴极和阳极半电池，以测试不同的充放电曲线。电池拆解过程如图8所示。
图8 电池拆解过程照片
通过CT扫描发现，电池内部有27层正负极电极，正极、负极电极涂层和隔膜总厚度约为100微米。卷芯内侧和最外侧各有一个负极极耳，卷芯中间位置有一个正极极耳。卷芯中心有一个直径为2.6mm的中心孔。
图9 电池CT扫描照片
电池极片尺寸
根据拆解和CT数据可知，电池极片尺寸如图10所示。负极涂覆硅碳负极，除了两个焊接极耳（极耳宽度4mm）的区域（11mm），负极外表面的区域存在没有涂覆的铜箔。负极的总长度为947mm，其中一侧外表面有一个较大的未涂布的铜箔区域（50mm），这部分在绕卷时包裹住剩余的正极，没有对应的活性材料。负极内表面涂层区域较大，总长度为925mm。
正极涂覆NCA正极，极片设计有一个位于中心的单一极耳，极耳宽度4mm，极片未涂覆区域5mm。涂覆尺寸内层400mm，外层478mm。正极极片宽度58mm，负极59mm，负极涂层包裹住正极，余量1mm。
经初步测量，正极极片厚度58um，涂层厚度43um，铝箔集流体15um；负极极片厚度61um，涂层厚度47um，铜箔集流体厚度14um，隔膜厚度8um。
图10 电池极片设计示意图
将拆解电池的正负极极片冲裁成圆片，组装纽扣半电池。首先，以1C/10倍率对电池进行3次充放电化成，如图11所示。
图11 电池正负极极片纽扣半电池充放电曲线
采用恒流间歇滴定技术（GITT）和低电流率下的伪开路电压（pOCV）方法，测量了正、负极半电池的开路电压曲线。pOCV测量在20°C下使用了不同的倍率（C/10、C/50和C/100）。GITT则在40个不同的充电状态（SOC）步长下测量，每个步长后有2小时的静置时间。测试结果及其差分电压分析（DVA）如图12所示。随着电流的增加，pOCV测量得到的电压值也更高，通常高于GITT测量得到的电压。这可能是由于在pOCV测量中，较高的电流导致了更大的过电位。
DVA结果揭示了在不同充电状态下电极材料的相变过程。DVA曲线中的特征峰值与电极材料的特定相变相对应。
图11 全电池和正负极极片电势及dU/dQ曲线分析
参考文献：
[1]Wildfeuer, L., Wassiliadis, N., Karger, A., Bauer, F., & Lienkamp, M. (2022). Teardown analysis and characterization of a commercial lithium-ion battery for advanced algorithms in battery electric vehicles. Journal of Energy Storage, 48, 103909. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103909
[2]Lain, M. J., Brandon, J., & Kendrick, E. (2019). Design Strategies for High Power vs. High Energy Lithium Ion Cells. Batteries, 5(4), 64. https://doi.org/10.3390/batteries5040064
来源：锂电百科