鋰離子電池在不同溫度下的容量衰退表現(xiàn)

鋰離子電池越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到人們的生產(chǎn)生活當(dāng)中，這使得它的溫度環(huán)境成為關(guān)注的要點(diǎn)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，鋰電池更容易在高溫環(huán)境下產(chǎn)生安全問(wèn)題，因此，必須對(duì)鋰電池進(jìn)行高溫性能的測(cè)試，并與其常溫測(cè)試數(shù)據(jù)相比較。

測(cè)試條件：選擇兩只比亞迪生產(chǎn)的950mAh063450方型鋰電池，分別在25℃(常溫)和60℃(高溫)下進(jìn)行。

充放電制度設(shè)計(jì)：適用恒流恒壓充電和恒流放電制度。充電終止電壓為4.2V，放電終止電壓為3.0V。首先以1C即950mA充電至4.2V，再以4.2V恒壓充電直至電流達(dá)到20mA;然后以950mA恒流放電至3.0V，如此循環(huán)充放電300次。

這里截取三個(gè)節(jié)點(diǎn)：即第50次、150次、300次充放電循環(huán)。

一、在前50次循環(huán)過(guò)程中：

1、25℃下的表現(xiàn)：容量衰減過(guò)程略有起伏，但并非線性，50次后的放電容量保持在96.6%;

2、60℃下的表現(xiàn)：容量衰減過(guò)程接近于線性，50次后的放電容量保持在95.5%。

這說(shuō)明，在50次以內(nèi)較少的循環(huán)時(shí)，高溫循環(huán)穩(wěn)定性略差于常溫循環(huán)穩(wěn)定性。但這里有一個(gè)很重要的現(xiàn)象，即鋰電池在高溫條件下放出的電量高于電池的額定容量，這里的原因在于，高溫時(shí)電解質(zhì)的黏度降低，從而加快了鋰離子的遷移速度，這時(shí)，不但放電容量高于額定容量，而且充入的電量更高。

二、在前150次循環(huán)過(guò)程中：

1、60℃下放出的容量每次都大于25℃時(shí)放出的容量;

2、60℃下初始容量為1020mAh，高于額定容量，25℃下初始容量為930mAh，但60℃時(shí)容量衰減較快。

三、300次循環(huán)后的狀態(tài)：這時(shí)，常溫狀態(tài)下的指標(biāo)全面優(yōu)化，在保持較慢的容量衰減速度時(shí)，其容量可以保持在800mAh，而60℃時(shí)只有730mAh。此時(shí)，60℃下的充放電電壓平臺(tái)越來(lái)越低，而常溫下幾乎不變。

上述容量衰減的表現(xiàn)還可以從鋰電池充電在不同溫度下的電量補(bǔ)充情況進(jìn)行佐證：在25℃下經(jīng)過(guò)300次循環(huán)后，其恒流充電和恒壓充電的比例變化不大，但在60℃時(shí)，恒流充電所獲得的電量補(bǔ)充逐漸減少，而恒壓階段獲得的電量顯著增加。這是由于電池極化現(xiàn)象引起的。

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，鋰電池容量衰退都有電池極化的影響，即鋰離子擴(kuò)散速度跟不上電子的轉(zhuǎn)移速度使得電池正極容納的鋰離子越來(lái)越少。在60℃的高溫下，這種極化過(guò)程很大程度地加劇，這也是導(dǎo)致鋰電池容量衰減的根本原因。

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