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什么因素会影响锂离子电池循环寿命

来源:锂离子电池   2020-10-26    点击量:


1.金属锂【锂(Li)是一种银白色的金属元素,质软,是密度最小的金属。】的沉积

通过前面的分析,我们了解锂离子【基本信息中文名称:锂离子英文名称:LITHIUM ION CHROMATOGRAPHY STANDARD别名:皮萨草更多名称:Pisa grassCAS号:17341-24-1分子式:Li分子量:6.9405系统编号CAS号:17341-24-1...】电池当中是不应该存在锂的金属形态,锂元素要么是以金属氧化物【金属氧化物是指氧元素与另外一种金属化学元素组成的二元化合物,如氧化铁(Fe2O3)、氧化钠(Na2O)等。】、碳锂化合物的形态存在,要么是以离子的形态存在。

金属锂的沉积,一般发生在负极表面。由于一定的原因,锂离子在迁移到负极表面时,部分锂离子没有进入负极活性物质形成稳定的化合物,而是获得电子后沉积在负极表面成为金属锂,并且不再参与后续的循环过程,导致容量下降。

这种情况,一般有几种原因造成:充电超过截止电压;大倍率充电;负极材料不足。过充电或负极材料不足的时候,负极不能容纳从正极迁移过来的锂离子,导致金属锂的沉积发生。大倍率充电时,由于锂离子短时间内到达负极的数量过多,造成堵塞和沉积。

金属锂的沉积,不但会造成循环寿命的下降,严重时还会导致正负极短路,造成严重的安全问题。

要解决这个问题,就要合理的正负极材料配比,同时严格限定锂离子电池的使用条件,防止超过使用极限的情况。当然,从倍率性能着手,也可以局部改善循环寿命。

2.正极材料的分解

作为正极材料的含锂金属氧化物,虽然具有足够的稳定性,但是在长期的使用过程中,仍然会不断的分解,出现一些电化学惰性物质(如Co3O4,Mn2O3等)以及一些可燃性气体,破坏了电极间的容量平衡,造成容量的不可逆损失。

这种情况在过充电情况下尤为明显,有时甚至会发生剧烈的分解和气体释放,不但影响电池容量,还会造成严重的安全风险。

除了严格限定电池的充电截止电压之外,提高正极材料的化学稳定性和热稳定性【热稳定性,英文表述为 thermal stability。】,也是降低循环寿命下降速度的可行方法。

3.电极表面的SEI【拥有工程设计综合资质甲级证书、工程监理甲级资格证书、工程造价咨询单位甲级资格证书、工程咨询甲级资格证书、甲级环境影响评价证书等国家顶级资质,取得了ISO9001-2000质量体系认证证书和HSE认证证书。】

前面讲过,以碳材料为负极的锂离子电池,在初次循环过程中,电解液会在电极表面形成一层固态电解质

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