鉅大LARGE | 點擊量:576次 | 2023年11月02日
總結幾個影響鋰電池循環(huán)性能的因素
影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素很多
循環(huán)性能對鋰離子電池的重要性不言而喻;另外,從宏觀的角度來看,更長的生命周期意味著更少的資源消耗。因此,影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素是每個鋰離子電池行業(yè)從業(yè)人員都必須考慮的問題。下面文武列舉了幾個可能影響電池循環(huán)性能的因素,供大家參考。
材料類型:材料選擇是影響鋰離子電池性能的首要因素。選用循環(huán)性能差的材料,工藝合理又完善,不能保證電池的循環(huán);選擇一種更好的材料,即使后續(xù)制造出一些問題,循環(huán)性能也可能不會太糟糕太離譜(一顆鋰鈷酸克只能玩135.5mah/g左右,而鋰離子電池雖然1C多100俯沖但0.5c,500倍以上90%;電池拆卸后,負極上有黑色石墨顆粒的電池循環(huán)性能正常。從材料的角度來看,全電池的循環(huán)性能是由正極與電解液的循環(huán)性能和負極與電解液的循環(huán)性能這兩者中較差的一個來決定的。材料循環(huán)性能較差,一方面,可能是在流通過程中晶體結構變化太快繼續(xù)完成嵌鋰鋰,一方面可能是由于活性物質及其相應的電解液不能出現(xiàn)密集的和統(tǒng)一的SEI膜活性物質和電解質過早副反應,使電解液過度消費會影響周期。在電池設計中,假如一極確認選擇了循環(huán)性能較差的材料,另一極不要選擇循環(huán)性能較好的材料,浪費。
正負極壓實:正負極壓實過高,雖然可以提高電池的能量密度,但也會在一定程度上降低材料的循環(huán)性能。從理論上分析,壓實程度越大,對材料結構的損傷越大,而材料的結構是保證鋰離子電池能夠回收利用的基礎;此外,正、負密實度較高的細胞很難保證較高的液體滯留,這是細胞完成一個或多個正常循環(huán)的基礎。
水分:過多的水分會與正極和負極的活性物質發(fā)生反應,破壞其結構,影響循環(huán)。同時,過多的水分不利于SEI膜的形成。然而,微量水雖然難以去除,但微量水也能在一定程度上保證細胞的性能。不幸的是,文武本人在這方面的相關經驗幾乎為零,不能說太多。假如你感興趣,你可以在論壇中搜索有關這個主題的信息。
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%
涂膜密度:考慮涂膜密度對單變量循環(huán)的影響幾乎是不可能完成的任務。薄膜密度的不一致性會導致容量的差異或卷繞或分層層數的差異。關于同類型、同容量、同材質的電池,降低膜密度相當于新增一個或多個纏繞層或疊層的數量,新增的膜片可以吸收更多的電解質,保證循環(huán)??紤]更多的薄膜密度可以提高電池的性能,電池極片和裸烤除了水會更容易,當然,當薄膜涂層的密度誤差可能更難以控制,活性物質在更大的粒子也可能導致負面影響涂層,滾動,更多的層意味著更多的襯托和隔膜,這意味著更高的成本和更低的能量密度。因此,評價也要平衡。
負極過剩:負極過剩的原因不僅是第一不可逆容量和鍍層密度偏差的影響,還與循環(huán)性能有關。關于鈷-石墨鋰體系,負極石墨在循環(huán)過程中往往成為短板。假如負極太多而不足,電池可能在循環(huán)前無法擺脫鋰,但經過幾百次循環(huán)后正極結構變化不大。但是由于負極結構被破壞,無法完全接收到正極供應的鋰離子,導致容量過早降低。
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