鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:622次 | 2022年05月13日
導(dǎo)致鋰電池容量衰減有什么原因?
原因一:過(guò)充電
1、石墨負(fù)極的過(guò)充反應(yīng):
電池在過(guò)充時(shí),鋰離子容易還原沉積在負(fù)極表面:
沉積的鋰包覆在負(fù)極表面,阻塞了鋰的嵌入。導(dǎo)致放電效率降低和容量損失,原因有:
①可循環(huán)鋰量減少;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
②沉積的金屬鋰與溶劑或支持電解質(zhì)反應(yīng)形成Li2CO3,LiF或其他產(chǎn)物;
③金屬鋰通常形成于負(fù)極與隔膜之間,可能阻塞隔膜的孔隙增大電池內(nèi)阻;
2、正極過(guò)充反應(yīng)
當(dāng)正極活性物相關(guān)于負(fù)極活性物比例過(guò)低時(shí),容易發(fā)生正極過(guò)充電。
正極過(guò)充導(dǎo)致容量損失重要是由于電化學(xué)惰性物質(zhì)(如Co3O4,Mn2O3等)的出現(xiàn),破壞了電極間的容量平衡,其容量損失是不可逆的。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
3、電解液在過(guò)充時(shí)氧化反應(yīng)
當(dāng)壓高于4.5V時(shí)電解液就會(huì)氧化生成不溶物(如Li2Co3)和氣體,這些不溶物會(huì)堵塞在電極的微孔里面阻礙鋰離子的遷移而造成循環(huán)過(guò)程中容量損失。
影響氧化速率因素:
正極材料表面積大小
集電體材料
所添加的導(dǎo)電劑(炭黑等)
炭黑的種類及表面積大小
原因二:電解液分解(還原)
I在電極上分解
1、電解質(zhì)在正極上分解:
電解液由溶劑和支持電解質(zhì)組成,在正極分解后通常形成不溶性產(chǎn)物L(fēng)i2Co3和LiF等,通過(guò)阻塞電極的孔隙而降低電池容量,電解液還原反應(yīng)對(duì)電池的容量和循環(huán)壽命會(huì)出現(xiàn)不良影響,并且由于還原出現(xiàn)了氣體會(huì)使電池內(nèi)壓升高,從而導(dǎo)致安全問(wèn)題。
2、電解質(zhì)在負(fù)極上分解:
電解液在石墨和其它嵌鋰碳負(fù)極上穩(wěn)定性不高,容易反應(yīng)出現(xiàn)不可逆容量。初次充放電時(shí)電解液分解會(huì)在電極表面形成鈍化膜,鈍化膜能將電解液與碳負(fù)極隔開(kāi)阻止電解液的進(jìn)一步分解。從而維持碳負(fù)極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。理想條件下電解液的還原限制在鈍化膜的形成階段,當(dāng)循環(huán)穩(wěn)定后該過(guò)程不再發(fā)生。
鈍化膜的形成
電解質(zhì)鹽的還原參與鈍化膜的形成,有利于鈍化膜的穩(wěn)定化,但是
(1)還原出現(xiàn)的不溶物對(duì)溶劑還原生成物會(huì)出現(xiàn)不利影響;
(2)電解質(zhì)鹽還原時(shí)電解液的濃度減小,最終導(dǎo)致電池容量損失(LiPF6還原生成LiF、LixPF5-x、PF3O和PF3);
原因三:自放電
自放電是指電池在未使用狀態(tài)下,電容量自然損失的現(xiàn)象。鋰離子電池自放電導(dǎo)致容量損失分兩種情況:
一是可逆容量損失;
二是不可逆容量的損失。