锂电池容量衰减的原因是什么?

1、正极材料的结构变化

        正极材料是锂离子电池的主要来源,当锂电池从正极中脱出时候,为了维持材料电中性状态,金属元素必然会被氧化到达一个高的氧化态,这里就伴随了组分的转变。组分的转变容易导致相转移和体相结构的变化。电极材料相转变可以引起晶格参数的变化及晶格失配,由此产生的诱导应力引起晶粒的破碎,并引发裂纹的传播,造成材料的结构发生机械破坏,从而引起电化学性能衰减。

2、负极材料结构

        锂电池常用的负极材料有碳材料、钛酸锂等,本文以典型负极石墨进行分析。锂电池容量的衰减第一次发生于化成阶段,在这个阶段会在负极表面形成SEI,消耗部分锂离子。随着锂电池使用,石墨结构的变化也会造成电池容量下降。

        虽然保持了石墨的形貌结构,但是其晶面的半高宽变大,导致c轴方向的晶粒尺寸变小,晶体结构的改变导致碳材料出现裂纹,进而破坏负极表面的SEI膜并促进SEI膜的修复,SEI膜的过度生长消耗活性锂,因此造成了锂电池的不可逆容量衰减。

3、电解液的氧化分解与界面反应

        电解液的性质显著影响锂离子电池的比容量、寿命、倍率充放电性能、工作温度范围以及安全性能等。电解液主要包括溶剂、电解质和添加剂三个部分。溶剂的分解、电解质的分解都会导致锂电池容量的损失。电解液的分解和副反应是锂电池容量衰减的主要因素,无论采用何种正负极材料、何种工艺,随着锂电池循环使用,电解液的分解及与正负极材料间发生的界面反应都会造成容量的衰减。

锂电池容量在选购时要如何识别?

        锂电池容量,指电池在一定放电条件下所能给出的电量,常用C表示,单位为Ah或mAh。容量是电池电性能的重要指标。锂电池容量通常分为额定容量、实际容量和理论容量。锂电池容量由电极的容量决定,尤其是正极材料,通过改善正极材料的性能可以大大提高锂电池容量,减小电池体积。

        额定容量,指锂电池生产厂家标明的锂电池容量,中华人民共和国信息产业部提出的GB/T18287-2000标准规定锂电池额定容量是指电池在环境温度为20士5℃条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示,单位为Ah(安培小时)或mAh毫安小时)。

source:http://www.juda.cn/news/113898.html

关闭菜单