影響鋰離子電池循環性能的七大因素
發布時間:2014-09-05 責任編輯:echolady
【導讀】鋰離子電池被廣泛關注,生活中很多的電子產品都與鋰離子電池有著密切的聯係,例如手機、平板、筆(bi)記(ji)本(ben)等(deng)等(deng)。電(dian)池(chi)的(de)續(xu)航(hang)能(neng)力(li)一(yi)直(zhi)是(shi)企(qi)業(ye)及(ji)相(xiang)關(guan)行(xing)業(ye)關(guan)注(zhu)的(de)重(zhong)點(dian)。循(xun)環(huan)性(xing)能(neng)對(dui)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)有(you)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong),宏(hong)觀(guan)的(de)說(shuo),循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)越(yue)長(chang)資(zi)源(yuan)消(xiao)耗(hao)越(yue)少(shao)。
1、水分
過多的水分會與正負極活性物質發生副反應、破壞其結構進而影響循環,同時水分過多也不利於SEI膜的形成,但在痕量的水分難以除去的同時,痕量的水也可以一定程度上保證電芯的性能。
2、正負極壓實
正(zheng)負(fu)極(ji)壓(ya)實(shi)過(guo)高(gao),雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)電(dian)芯(xin)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du),但(dan)是(shi)也(ye)會(hui)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)降(jiang)低(di)材(cai)料(liao)的(de)循(xun)環(huan)性(xing)能(neng),從(cong)理(li)論(lun)來(lai)分(fen)析(xi),壓(ya)實(shi)越(yue)大(da),相(xiang)當(dang)於(yu)對(dui)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構(gou)破(po)壞(huai)越(yue)大(da),而(er)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)保(bao)證(zheng)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)可(ke)以(yi)循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)的(de)基(ji)礎(chu);此外,正負極壓實較高的電芯難以保證較高的保液量,而保液量是電芯完成正常循環或更多次的循環的基礎。
3、測試的客觀條件
測試過程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測試中的過充過放、測試房溫度、測試過程中的突然中斷、測ce試shi點dian與yu電dian芯xin的de接jie觸chu內nei阻zu等deng外wai界jie因yin素su,都dou會hui或huo多duo或huo少shao影ying響xiang循xun環huan性xing能neng測ce試shi結jie果guo,另ling外wai,不bu同tong的de材cai料liao對dui上shang述shu客ke觀guan因yin素su的de敏min感gan程cheng度du各ge不bu相xiang同tong,統tong一yi測ce試shi標biao準zhun並bing且qie了le解jie共gong性xing及ji重zhong要yao材cai料liao的de特te性xing應ying該gai就jiu足zu夠gou日ri常chang工gong作zuo使shi用yong了le。
4、負極過量
負(fu)極(ji)過(guo)量(liang)的(de)原(yuan)因(yin)除(chu)了(le)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)首(shou)次(ci)不(bu)可(ke)逆(ni)容(rong)量(liang)的(de)影(ying)響(xiang)和(he)塗(tu)布(bu)膜(mo)密(mi)度(du)偏(pian)差(cha)之(zhi)外(wai),對(dui)循(xun)環(huan)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)考(kao)量(liang),對(dui)於(yu)鈷(gu)酸(suan)鋰(li)加(jia)石(shi)墨(mo)體(ti)係(xi)而(er)言(yan),負(fu)極(ji)石(shi)墨(mo)成(cheng)為(wei)循(xun)環(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)“短板”一(yi)方(fang)較(jiao)為(wei)常(chang)見(jian),若(ruo)負(fu)極(ji)過(guo)量(liang)不(bu)充(chong)足(zu),電(dian)芯(xin)可(ke)能(neng)在(zai)循(xun)環(huan)前(qian)並(bing)不(bu)析(xi)鋰(li),但(dan)是(shi)循(xun)環(huan)幾(ji)百(bai)次(ci)後(hou)正(zheng)極(ji)結(jie)構(gou)變(bian)化(hua)甚(shen)微(wei)但(dan)是(shi)負(fu)極(ji)結(jie)構(gou)被(bei)破(po)壞(huai)嚴(yan)重(zhong)而(er)無(wu)法(fa)完(wan)全(quan)接(jie)收(shou)正(zheng)極(ji)提(ti)供(gong)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)從(cong)而(er)析(xi)鋰(li),造(zao)成(cheng)容(rong)量(liang)過(guo)早(zao)下(xia)降(jiang)。
5、塗布膜密度
單一變量的考慮膜密度對循環的影響幾乎是一個不可能的任務,膜密度不一致要麼帶來容量的差異、要yao麼me是shi電dian芯xin卷juan繞rao或huo疊die片pian層ceng數shu的de差cha異yi,對dui同tong型xing號hao同tong容rong量liang同tong材cai料liao的de電dian芯xin而er言yan,降jiang低di膜mo密mi度du相xiang當dang於yu增zeng加jia一yi層ceng或huo多duo層ceng卷juan繞rao或huo疊die片pian層ceng數shu,對dui應ying增zeng加jia的de隔ge膜mo可ke以yi吸xi收shou更geng多duo的de電dian解jie液ye以yi保bao證zheng循xun環huan,考kao慮lv到dao更geng薄bo的de膜mo密mi度du可ke以yi增zeng加jia電dian芯xin的de倍bei率lv性xing能neng、極片及裸電芯的烘烤除水也會容易些,當然太薄的膜密度塗布時的誤差可能更難控製,活性物質中的大顆粒也可能會對塗布、滾壓造成負麵影響,更多的層數意味著更多的箔材和隔膜,進而意味著更高的成本和更低的能量密度,所以,評估時也需要均衡考量。
6、材料種類
材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素,選擇了循環性能較差的材料,工藝再合理、製成再完善,電芯的循環也必然無法保證;xuanzelejiaohaodecailiao,jishihouxuzhichengyouxiexuwenti,xunhuanxingnengyekenengbuhuichadeguoyulipu,congcailiaojiaodulaikan,yigequandianchidexunhuanxingneng,shiyouzhengjiyudianjieyepipeihoudexunhuanxingneng、fujiyudianjieyepipeihoudexunhuanxingnengzheliangzhezhong,jiaochadeyizhelaijuedingde,cailiaodexunhuanxingnengjiaocha,yifangmiankenengshizaixunhuanguochengzhongjingtijiegoubianhuaguokuaicongerwufajixuwanchengqianlituoli,yifangmiankenengshiyouyuhuoxingwuzhiyuduiyingdianjieyewufashengchengzhimijunyundeSEI膜mo造zao成cheng活huo性xing物wu質zhi與yu電dian解jie液ye過guo早zao發fa生sheng副fu反fan應ying而er使shi電dian解jie液ye過guo快kuai消xiao耗hao進jin而er影ying響xiang循xun環huan。在zai電dian芯xin設she計ji時shi,若ruo一yi極ji確que認ren選xuan用yong循xun環huan性xing能neng較jiao差cha的de材cai料liao,則ze另ling一yi極ji無wu需xu選xuan擇ze循xun環huan性xing能neng較jiao好hao的de材cai料liao,浪lang費fei。
7、電解液量
電(dian)解(jie)液(ye)量(liang)不(bu)足(zu)對(dui)循(xun)環(huan)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)主(zhu)要(yao)有(you)三(san)個(ge)原(yuan)因(yin),一(yi)是(shi)注(zhu)液(ye)量(liang)不(bu)足(zu),二(er)是(shi)雖(sui)然(ran)注(zhu)液(ye)量(liang)充(chong)足(zu)但(dan)是(shi)老(lao)化(hua)時(shi)間(jian)不(bu)夠(gou)或(huo)者(zhe)正(zheng)負(fu)極(ji)由(you)於(yu)壓(ya)實(shi)過(guo)高(gao)等(deng)原(yuan)因(yin)造(zao)成(cheng)的(de)浸(jin)液(ye)不(bu)充(chong)分(fen),三(san)是(shi)隨(sui)著(zhe)循(xun)環(huan)電(dian)芯(xin)內(nei)部(bu)電(dian)解(jie)液(ye)被(bei)消(xiao)耗(hao)完(wan)畢(bi)。第(di)三(san)點(dian),正(zheng)負(fu)極(ji)特(te)別(bie)是(shi)負(fu)極(ji)與(yu)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)匹(pi)配(pei)性(xing)的(de)微(wei)觀(guan)表(biao)現(xian)為(wei)致(zhi)密(mi)且(qie)穩(wen)定(ding)的(de)SEI的形成,而右眼可見的表現,既為循環過程中電解液的消耗速度,不完整的SEI膜一方麵無法有效阻止負極與電解液發生副反應從而消耗電解液,一方麵在SEI膜有缺陷的部位會隨著循環的進行而重新生成SEI膜(mo)從(cong)而(er)消(xiao)耗(hao)可(ke)逆(ni)鋰(li)源(yuan)和(he)電(dian)解(jie)液(ye)。不(bu)論(lun)是(shi)對(dui)循(xun)環(huan)成(cheng)百(bai)甚(shen)至(zhi)上(shang)千(qian)次(ci)的(de)電(dian)芯(xin)還(hai)是(shi)對(dui)於(yu)幾(ji)十(shi)次(ci)既(ji)跳(tiao)水(shui)的(de)電(dian)芯(xin),若(ruo)循(xun)環(huan)前(qian)電(dian)解(jie)液(ye)充(chong)足(zu)而(er)循(xun)環(huan)後(hou)電(dian)解(jie)液(ye)已(yi)經(jing)消(xiao)耗(hao)完(wan)畢(bi),則(ze)增(zeng)加(jia)電(dian)解(jie)液(ye)保(bao)有(you)量(liang)很(hen)可(ke)能(neng)就(jiu)可(ke)以(yi)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)提(ti)高(gao)其(qi)循(xun)環(huan)性(xing)能(neng)。
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