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影響鋰離子電池循環性能的因素

深(shen)圳市邁(mai)坎科(ke)技有限(xian)公(gong)司(si)

每一個鋰電行業的人員都不得不考慮鋰離子電池循環性能,而更長的循環壽命意味著更少的資源消耗。那麽究竟什麽什麽決定著鋰離子電池循環的性能的呢?1、材料種類:材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素。一個全電池的循環性能,是由正極與電解液匹配後的

鋰(li)電池(chi)行(xing)業的每個人(ren)都(dou)要(yao)考慮鋰離(li)子(zi)電池的循(xun)環性(xing)能,更(geng)長(zhang)的循環壽(shou)命意(yi)味著更少(shao)的(de)資源消(xiao)耗。那麽(mo)是什(shen)麽決定(ding)了(le)鋰離子電池的循環(huan)性能(neng)呢(ne)?

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1.材料(liao)類(lei)型:


材(cai)料的選擇是影響鋰離子電(dian)池性能的首要因素。整(zheng)個電池的循環性能是由陽(yang)極與(yu)電解(jie)液(ye)匹配後的循環性能和陰極(ji)與電解液匹(pi)配(pei)後的循環性能的優(you)劣(lie)決(jue)定的。材料的循環性能差。一方麵,可能是(shi)循環過(guo)程中晶體(ti)結構變化太(tai)快,無(wu)法繼續嵌鋰和(he)脫鋰。另一方(fang)麵(mian),可能是活(huo)性物(wu)質與相應(ying)的電解液不(bu)能形(xing)成致(zhi)密(mi)均(jun)勻的SEI膜(mo),導(dao)致活性物質與電解液過早發生副(fu)反(fan)應,電解液消耗(hao)過快(kuai),從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)循環。在電池設計中,如(ru)果確定一極選(xuan)擇循環性能差(cha)的材料,另(ling)一極就(jiu)不需要選擇循環性能好的材料,這是一種浪費(fei)。


2.正(zheng)負壓實:


過高的正負(fu)極壓實(shi)會提(ti)高電池單(dan)體的能量密度(du),但(dan)也(ye)會在一定程度上(shang)降低材料的循環性能。理論(lun)上,壓實越(yue)大,對材料結構的破壞(huai)越大(da),材料的結構(gou)是保(bao)證(zheng)鋰離子電池可循環利(li)用(yong)的基(ji)礎。此(ci)外(wai),正負極壓緊(jin)度高的電池很難(nan)保證高的持液性,而持(chi)液性是電池完成正常循環或(huo)更多循環的基礎。


3.水(shui)分:


過多(duo)的水分會引(yin)起正負活性物質的副反應,破壞其(qi)結構,進而影響循環。同時,過多的水分不利於(yu)SEI膜的形成。然而,雖然微量水很難去除(chu),但微(wei)量(liang)水也能在一定程(cheng)度上保證電池的性能。不幸(xing)的是,武文(wen)在這一領(ling)域(yu)的個人經驗(yan)幾(ji)乎(hu)為零(ling),他不能說太多。如果(guo)你感興趣,可(ke)以在論壇裏搜(sou)索關(guan)於這(zhe)個(ge)話題的信(xin)息(xi),還是蠻多的。


4.塗(tu)膜密度:


用單一變量考慮(lv)膜密度對循環的影響幾乎是不可能的。不一致的膜密度要麽導致容量的差異(yi),要麽導致電池卷繞或層壓(ya)層的差異。對於同型(xing)號、同(tong)容量、同材質(zhi)的電池,降(jiang)低膜密度相(xiang)當於增(zeng)加一層或多層繞組或疊(die)片,相應增加隔(ge)膜可以(yi)吸收更多電解液,保證循環。考(kao)慮到較薄(bao)的膜密度可以提高電池的倍(bei)率性能,並且更容(rong)易通(tong)過烘烤極片和裸電池來去除水分,當然(ran),膜密度太薄的塗覆(fu)過程中的誤(wu)差可能更難控製(zhi),活性材料中的大顆(ke)粒也可能對(dui)塗覆和軋製產生負麵影響,更多的層(ceng)意味著(zhu)更多的箔和隔板(ban),這又(you)意味著更高的成本和更低的能量密度。因(yin)此,評(ping)價也需要平(ping)衡。


5.負極過多:


除了第一不可逆容量和塗膜密度偏差的影響外,負極過量的原因也是對循環性能的影響。對於鈷酸鋰加石(shi)墨體係,負極石墨(mo)成為循環過程中的“短板”麵是很常見(jian)的。如果負極過量不足,電池單體在循環前可能不會(hui)析出鋰,但循環數百次後,正極結構變化(hua)不大,但負極結構嚴重受損,使其無法完全接受正極提供(gong)的鋰離子析出鋰,導致容量過早下(xia)降。


6.電解液量:


電解液不足(zu)對循環的影響主要有三個原因,一是注液不足,二是雖然注液充(chong)足,但老(lao)化時(shi)間不夠,或者由(you)於壓實過高導致正負極浸(jin)液不足,三是循環電池內部電解液被消耗。無論是循環數(shu)百(bai)次甚(shen)至(zhi)上千次的電池,還是潛水數十(shi)次的電池,如果循環前電解液充足,循環後(hou)已(yi)經(jing)消耗,增加電解液量很可能會在一定程度上改(gai)善循環性能。


7.測試(shi)的客觀(guan)條(tiao)件(jian):


充放(fang)電速(su)率(lv)、截(jie)止(zhi)電壓、充電截止電流、測試中的過充過放、測(ce)試室(shi)溫(wen)度、測試突然中斷(duan)、測試點與電池單體接(jie)觸(chu)電阻(zu)等外部因素。,或多或少會影響循環性能的測試結果。此外,不同材料對上述(shu)客觀因素的敏感性不同,日常(chang)工(gong)作中統(tong)一測試標(biao)準,了解重(zhong)要材料的共性和特(te)性就足夠(gou)了。


和木桶原(yuan)理一樣(yang),在影響電池循環性能的諸多因素(su)中,最終的決定性因素是眾(zhong)多因素中最短的那塊(kuai)板。同時,這些影響因素也是相互(hu)影響的。在相同的材料和製造能力(li)下,循環越高,能量密度越低(di)。找(zhao)到剛好符合客戶需(xu)求(qiu)的接頭,盡量保證電芯(xin)製造的一致性,才(cai)是最(zui)重要的任務。

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