鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月10日
鋰電池容量衰減的原因是什么?
鋰電池容量為什么會衰減?
1、正極材料的結構變化
正極材料是鋰離子電池的主要來源,當鋰電池從正極中脫出時候,為了維持材料電中性狀態,金屬元素必然會被氧化到達一個高的氧化態,這里就伴隨了組分的轉變。組分的轉變容易導致相轉移和體相結構的變化。電極材料相轉變可以引起晶格參數的變化及晶格失配,由此產生的誘導應力引起晶粒的破碎,并引發裂紋的傳播,造成材料的結構發生機械破壞,從而引起電化學性能衰減。
2、負極材料結構
鋰電池常用的負極材料有碳材料、鈦酸鋰等,本文以典型負極石墨進行分析。鋰電池容量的衰減第一次發生于化成階段,在這個階段會在負極表面形成SEI,消耗部分鋰離子。隨著鋰電池使用,石墨結構的變化也會造成電池容量下降。
雖然保持了石墨的形貌結構,但是其晶面的半高寬變大,導致c軸方向的晶粒尺寸變小,晶體結構的改變導致碳材料出現裂紋,進而破壞負極表面的SEI膜并促進SEI膜的修復,SEI膜的過度生長消耗活性鋰,因此造成了鋰電池的不可逆容量衰減。
3、電解液的氧化分解與界面反應
電解液的性質顯著影響鋰離子電池的比容量、壽命、倍率充放電性能、工作溫度范圍以及安全性能等。電解液主要包括溶劑、電解質和添加劑三個部分。溶劑的分解、電解質的分解都會導致鋰電池容量的損失。電解液的分解和副反應是鋰電池容量衰減的主要因素,無論采用何種正負極材料、何種工藝,隨著鋰電池循環使用,電解液的分解及與正負極材料間發生的界面反應都會造成容量的衰減。
鋰電池容量在選購時要如何識別?
鋰電池容量,指電池在一定放電條件下所能給出的電量,常用C表示,單位為Ah或mAh。容量是電池電性能的重要指標。鋰電池容量通常分為額定容量、實際容量和理論容量。鋰電池容量由電極的容量決定,尤其是正極材料,通過改善正極材料的性能可以大大提高鋰電池容量,減小電池體積。
額定容量,指鋰電池生產廠家標明的鋰電池容量,中華人民共和國信息產業部提出的GB/T18287-2000標準規定鋰電池額定容量是指電池在環境溫度為20士5℃條件下,以5h率放電至終止電壓時所應提供的電量,用C5表示,單位為Ah(安培小時)或mAh毫安小時)。
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