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終于知道鋰電池容量衰減是什么原因了

來源:存能電氣  日期:2019-04-08 17:30  瀏覽量:

  終于知道鋰電池容量衰減是什么原因了。鋰離子電池容量衰減的原因很多,可能是負極容量設計不夠, 鋰電池從制造完成時就開始衰減,一個新電池須提供100%的容量,但大多數使用中的鋰電池組是達不到的。

  鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格

  鋰電池的容量隨著不斷使用,其容量會自然衰減的,表現在電壓降低,容量不足,這是與鋰電池的材料特性有關,簡單理解就是鋰離子的活性隨著使用會不斷降低,直至最終容量全部衰減完了。下面跟小編一起來分析鋰電池容量衰減的原因。

鋰電池.jpg

  鋰電池容量衰減是什么原因?

  1.鋰電池濫用

  鋰電池在SOC為120%以下時,沒有明顯的容量損失;當SOC大于120%,負極開始出現鋰沉積,并且由于生成較厚的SEI膜,阻抗變大并造成活性鋰的損失,如果繼續過充則會引起鋰電池熱失控。在過高的SOC下,電解液的分解速率會變快,在石墨負極形成厚的沉積層,該沉積層所含的鋰以沉淀。

  此外,大倍率充放電也會造成鋰電池容量損失,這是因為正負極在充放電過程會發生體積收縮和膨脹,而充放電電流越大,收縮膨脹越劇烈,應力越大,從而正負極的顆粒在體積快速變化中更容易發生破裂或者從集流體剝離,導致循環衰減加快。

  2.溫度因素

  不得不提的是鋰電池的使用環境和條件對其容量的損害。溫度絕對是影響鋰電池壽命的關鍵因素之一,過高的溫度或過低的溫度都會造成活性鋰離子含量的降低,電極材料結構破壞,金屬離子溶出,導致容量衰減嚴重。

  常規的鋰電池工作溫度:-20℃~60℃,不過一般低于0℃后鋰電池性能就會下降,放電能力就會相應降低,所以鋰電池性能完全的工作溫度,常見是0~40℃。一些特殊環境要求的鋰電池溫度就各有不同了,有些甚至可以在上百攝氏度的環境中正常運行。

  在低溫條件下,電解液粘度增大,離子傳導速度變慢,與外電路電子遷移速度不匹配,電池出現嚴重極化,充放電容量出現急劇降低。尤其是在低溫充電的情況下,會出現從正極遷移過來的Li+來不及嵌入到負極的碳層層格中,在負極端形成鋰金屬結晶,導致電池容量降低,長時間低溫下充電會引發鋰枝晶刺穿隔膜引發短路。

  總結:

  影響鋰電池容量衰減主要是正負極材料的結構破壞或失活、電解液的分解、鋰電池的濫用等等。電池的充放電過程是一個復雜的電化學過程,導致電池容量衰減的因素也不是單一的,并且一個方面的惡化有可能會引發其他因素來共同影響電池的容量、循環性能、能量密度等。通過以上因素的分析,我們可以采取針對性的方案減少容量的損失,延長鋰電池使用壽命。

  鋰電池容量衰減的解決方法

  為了延長鋰電池的壽命,一般建議采取淺充淺放的方式使用鋰電池,不要過度使用鋰電池,或到快沒電時才去充電,對鋰電池壽命都是不利的。

  相信大家從以上文章了解到了鋰電池衰減的原因。小編的分析就到這里了,謝謝大家的觀看!

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