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      影響鋰離子電池壽數的七要素

      2021-10-11

        影響鋰離子電池壽數的七要素

        1.資料種類:資料的挑選是影響鋰離子電池功能的榜首要素。挑選了循環功能較差的資料,工藝再合理、制成再完善,電芯的循環也必定無法確保;挑選了較好的資料,即使后續制成有些許問題,循環功能也可能不會差的過于離譜(一次鈷酸鋰克發揮僅為135.5mAh/g左右且析鋰的電芯,1C盡管百余次跳水可是0.5C、500次90%以上;一次電芯拆開后負極有黑色石墨顆粒的電芯,循環功能正常)。從資料角度來看,一個全電池的循環功能,是由正極與電解液匹配后的循環功能、負極與電解液匹配后的循環功能這兩者中,較差的一者來決定的。資料的循環功能較差,一方面可能是在循環過程中晶體結構變化過快然后無法繼續完結嵌鋰脫鋰,一方面可能是因為活性物質與對應電解液無法生成致密均勻的SEI膜構成活性物質與電解液過早產生副反應而使電解液過快耗費然后影響循環。在電芯設計時,若一極確認選用循環功能較差的資料,則另一極無需挑選循環功能較好的資料,糟蹋。

        2.正負極壓實:正負極壓實過高,盡管能夠進步電芯的能量密度,可是也會必定程度上下降資料的循環功能。從理論來分析,壓實越大,相當于對資料的結構損壞越大,而資料的結構是確保鋰離子電池能夠循環使用的根底;此外,正負極壓實較高的電芯難以確保較高的保液量,而保液量是電芯完結正常循環或更多次的循環的根底。

        3.水分:過多的水分會與正負極活性物質產生副反應、損壞其結構然后影響循環,一起水分過多也不利于SEI膜的構成。但在痕量的水分難以除去的一起,痕量的水也能夠必定程度上確保電芯的功能。惋惜文武對這個方面的切身相關相關經驗幾乎為零,說不出太多的東西。大家有興趣能夠搜一搜論壇里邊有關這個話題的資料,仍是不少的。

        4.涂布膜密度: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使命。膜密度不一致要么帶來容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數的差異。對同型號同容量同資料的電芯而言,下降膜密度相當于新增一層或多層卷繞或疊片層數,對應新增的隔閡能夠吸收更多的電解液以確保循環??紤]到更薄的膜密度能夠新增電芯的倍率功能、極片及裸電芯的烘烤除水也會容易些,當然太薄的膜密度涂布時的誤差可能更難控制,活性物質中的大顆粒也可能會對涂布、滾壓構成負面影響,更多的層數意味著更多的箔材和隔閡,然后意味著更高的本錢和更低的能量密度。所以,評價時也要均衡考量。

        5.負極過量:負極過量的原因除了要考慮初次不可逆容量的影響和涂布膜密度偏差之外,對循環功能的影響也是一個考量。有關鈷酸鋰加石墨系統而言,負極石墨成為循環過程中的"短板"一方較為常見。若負極過量缺乏夠,電芯可能在循環前并不析鋰,可是循環幾百次后正極結構變化甚微可是負極結構被損壞嚴峻而無法徹底接納正極供給的鋰離子然后析鋰,構成容量過早下降。

        6.電解液量:電解液量缺乏對循環出現影響重要有三個原因,一是注液量缺乏,二是盡管注液量滿足可是老化時間不夠或者正負極因為壓實過高等原因構成的浸液不充分,三是跟著循環電芯內部電解液被耗費完畢。注液量缺乏和保液量缺乏文武之前寫過《電解液缺失對電芯功能的影響》因而不再贅述。對第三點,正負極特別是負極與電解液的匹配性的微觀體現為致密且安穩的SEI的構成,而右眼可見的體現,既為循環過程中電解液的耗費速度。不完整的SEI膜一方面無法有效阻撓負極與電解液產生副反應然后耗費電解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位會跟著循環的進行而重新生成SEI膜然后耗費可逆鋰源和電解液。不論是對循環成百乃至上千次的電芯仍是有關幾十次既跳水的電芯,若循環前電解液滿足而循環后電解液已經耗費完畢,則新增電解液保有量很可能就能夠必定程度上進步其循環功能。

        7.測驗的客觀條件:測驗過程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測驗中的過充過放、測驗房溫度、測驗過程中的忽然中斷、測驗點與電芯的觸摸內阻等外界要素,都會或多或少影響循環功能測驗結果。別的,不同的資料對上述客觀要素的靈敏程度各不相同,統一測驗規范而且了解共性及重要資料的特性應該就滿足日常作業使用了。

      鋰離子電池

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