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来源:bat365中文官方网站发布日期:2021-12-13
影响锂离子电池循环使用寿命有几点重要因素

电池充电和放电一次就称为一个循环,循环使用寿命是衡量电池寿命性能的一个重要指标。影响锂离子电池循环寿命的因素内在的根本原因,就是参与能量转移的锂离子数量在不断减少。而电池当中的锂元素总量并未减少,而是“活化”的锂离子少了,它们被禁锢在了某些地方或传输通道被堵塞了,不能自由的参与充放电的过程。具体包括:

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(1)金属锂的析出一般发生在负极表面,锂离子在迁移到负极表面时,部分锂离子没有进入负极活性物质形成稳定的化合物,而是获得电子后沉积在负极表面成为金属锂,并且不再参与后续的循环过程,导致容量下降。比如过充电或负极材料不足的时候,负极不能容纳从正极迁移过来的锂离子,导致金属锂的沉积发生;大倍率充电时,由于锂离子短时间内到达负极的数量过多,造成通道堵塞和析出。

(2)正极材料的分解:正极材料的含锂金属氧化物在长期的使用过程中会不断的分解,产生一些电化学惰性物质以及一些可燃性气体,破坏了电极间的容量平衡,造成容量的不可逆损失。

(3)电极表面的SEI膜:碳负极材料,在初次循环过程中,电解液会在电极表面形成一层固态电解质(SEI)膜, SEI膜的形成过程会消耗锂离子,并且SEI膜并不是稳定不变的,会在循环过程中不断的破裂,露出来新的负极表面再与电解质反应形成新的SEI膜,这样会不断造成锂离子和电解质的持续损耗,导致电池的容量下降。另外,SEI膜锂离子扩散孔道可能堵塞,这也会造成电池容量的下降。

(4)电解损耗在不断的循环过程中,电解液会不断发生分解和挥发,导致电解液总量减少,不能充分的浸润正负极材料,充放电反应不完全,造成实际使用容量的下降。此外,电解液中如果含有一定量的水,水会与LiFP6发生化学反应,生产LiF和HF,HF进而又破坏SEI膜,生成更多的LiF,造成LiF沉积,不断的消耗活性的锂离子,造成电池循环寿命下降。

(5)隔膜阻塞或损坏:在锂离子电池循环过程中,隔膜逐渐干涸失效也是容量衰退的一个原因。由于隔离膜的干涸,电池的欧姆内阻增大,导致充放电通道堵塞,充放电不完全,电池容量无法回复到初始状态,大大降低了电池的容量和使用寿命。

(6)正负极材料脱落:正负极的活性物质,是通过粘结剂固定在基体上面的,在长期使用过程中,由于粘结剂的失效以及电池受到机械振动等原因,正负极的活性物质不断脱落,进入电解质溶液,这导致能够参与电化学反应的活性物质不断减少,电池的循环寿命不断下降。粘结剂的长期稳定性和电池良好的机械性能,将能够延缓电池循环寿命的下降速度。


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