鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:565次 | 2022年05月19日
鋰電池低溫現(xiàn)象有什么?
鋰離子電池的性能受到動(dòng)力學(xué)特性影響比較大,由于Li+在嵌入到石墨材料中時(shí)要首先進(jìn)行去溶劑化,這要消耗一定的能量,阻礙了Li+擴(kuò)散到石墨內(nèi)部。而相反的Li+在脫出石墨材料進(jìn)入到溶液中,會(huì)首先發(fā)生溶劑化過(guò)程,而溶劑化過(guò)程不要消耗能量,Li+可以快速的脫出石墨,因此也就導(dǎo)致了石墨材料的充電接受能力要明顯差于放電接受能力。
低溫下,石墨負(fù)極的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)步一變差,因此在充電的過(guò)程中負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇,很容易導(dǎo)致負(fù)極表面析出金屬鋰。德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的ChristianvonLu?ders等研究顯示在-2℃下,充電倍率超過(guò)C/2就回顯著的新增金屬鋰的析出量,例如C/2倍率下,負(fù)極表面鍍鋰的數(shù)量約整個(gè)充電容量的5.5%,但是在1C倍率下將達(dá)到9%。析出的金屬鋰可能會(huì)進(jìn)一步發(fā)展,最終成為鋰枝晶,穿破隔膜,導(dǎo)致正負(fù)極短路。因此,要盡量防止鋰離子電池在低溫下充電,當(dāng)電池必須在低溫下充電時(shí),要盡可能選擇小電流對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電,并在充電后對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充分的擱置,從而保證負(fù)極析出的金屬鋰能夠與石墨反應(yīng),重新嵌入到石墨負(fù)極內(nèi)部。
慕尼黑工業(yè)大學(xué)的VeronikaZinth等人借助中子衍射等手段,對(duì)鋰離子電池在-20℃低溫下的析鋰行為進(jìn)行了研究。中子衍射手段是近年來(lái)新興的一種檢測(cè)手段,相比于XRD,中子衍射對(duì)輕元素(Li、O、N等)更為敏感,因此非常適合對(duì)鋰離子電池進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。