鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:795次 | 2020年10月16日
什么重要因素影響著鋰離子電池循環(huán)壽命?
循環(huán)壽命是衡量鋰離子電池質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo),影響鋰離子電池循環(huán)壽命的因素是多方面的,更長的循環(huán)壽命意味著更少的資源消耗。
1.金屬鋰的沉積
金屬鋰的沉積,一般發(fā)生在負(fù)極表面。由于一定的原因,鋰離子在遷移到負(fù)極表面時(shí),部分鋰離子沒有進(jìn)入負(fù)極活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的化合物,而是獲得電子后沉積在負(fù)極表面成為金屬鋰,并且不再參與后續(xù)的循環(huán)過程,導(dǎo)致容量下降。金屬鋰的沉積,不但會造成循環(huán)壽命的下降,嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致正負(fù)極短路,造成嚴(yán)重的安全問題。
2.正極材料的分解
作為正極材料的含鋰金屬氧化物,雖然具有足夠的穩(wěn)定性,但是在長期的使用過程中,仍然會不斷的分解,出現(xiàn)一些電化學(xué)惰性物質(zhì)(如Co3O4,Mn2O3等)以及一些可燃性氣體,破壞了電極間的容量平衡,造成鋰離子電池容量的不可逆損失。除了嚴(yán)格限定電池的充電截止電壓之外,提高正極材料的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,也是降低循環(huán)壽命下降速度的可行方法。
3.電解質(zhì)的影響
在不斷的循環(huán)過程中,電解質(zhì)由于化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的局限,會不斷發(fā)生分解和揮發(fā),長期累積下來,導(dǎo)致電解質(zhì)總量減少,不能充分的浸潤正負(fù)極材料,充放電反應(yīng)不完全,造成實(shí)際使用容量的下降。鋰離子電池壽命是以充放電循環(huán)次數(shù)而定的,含雜質(zhì)的電解液直接影響電池循環(huán)次數(shù)。
4.隔離膜阻塞或損壞
由于隔離膜本身的電化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能不足,以及對電解質(zhì)對隔離膜的浸潤性在反復(fù)充電過程中變差造成的。由于隔離膜的干涸,電池的歐姆內(nèi)阻增大,導(dǎo)致充放電通道堵塞,充放電不完全,鋰離子電池容量無法回復(fù)到初始狀態(tài),大大降低了電池的容量和使用壽命。
5.外部使用因素
鋰離子電池有合理的使用條件和范圍,如充放電截止電壓,充放電倍率,工作溫度范圍,存儲溫度范圍等。但是在實(shí)際使用當(dāng)中,超出允許范圍的濫用情況非常普遍,長期的不合理使用,會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng),造成電池機(jī)理的破壞,加速電池的老化,造成循環(huán)壽命的迅速下降。