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提升充放倍率對鋰電池性能的影響有哪些?

鉅大LARGE  |  點擊量:892次  |  2019年09月06日  

我們都知道,鋰電池隨著充放電次數的增加,容量會越來越少,直接表現就是鋰電池的性能越來越差。那么都有哪些因素影響到鋰電池的性能呢?


圖1鋰電池提升倍率對電池性能的影響


影響鋰電池容量的影響因素很多,使用溫度、充放電電流、充放電截止電壓等因素都會影響鋰離子電池的衰降速度。造成鋰電池容量衰降的機理可以分為三類:內阻和極化增加、正負極活性物質損失、Li損失。


不同的外部因素對這三者的影響也各不相同。例如LiFePO4材料的鋰電池具有非常好的循環(huán)性能,但是不同的使用條件對鋰電池循環(huán)壽命有著重要的影響。試驗證明對26650鋰電池進行15C脈沖放電和15C連續(xù)放電,兩種放電制度對于26650鋰電池具有完全不同的影響。15C脈沖放電的26650鋰電池容量衰降非常快,充放電40次后就無法再進行15C放電,但是仍然能夠進行1C放電。而15C連續(xù)放電電池容量衰降較慢,60次以后仍然能夠進行15C放電,但是1C倍率的衰降速率要快于15C脈沖放電。


機理分析得出結論:15C脈沖放電的電池在負極的SEI膜中出現更多的LiF,而LiF對鋰離子擴散的阻礙更大,使得電池的Li+擴散阻抗和電荷交換阻抗迅速增加,從而使得電池在充放電過程中極化電壓過大,從而導致LiFePO4大電流放電能力迅速下降。


鋰電池的充電策略對于鋰電池壽命衰降影響的研究,能夠更好的指導我們對鋰離子電池的設計。以下就不同充電控制策略對鋰離子電池壽命衰降的影響,研究了其作用機理,提出鋰離子電池的壽命衰降模型。研究試驗表明,當充電電流和截止電壓超過一定的數值時,鋰離子電池的衰降將被極大的加速,為了降低鋰離子電池的衰降速率,需要針對不同的體系,需要選擇合適的充放電電流和截止電壓。


圖2倍率放電對電池性能的影響


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