鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:7108次 | 2020年11月05日
引起電池自放電的原因是什么
引起鋰離子電池自放電過大的原因有二:物理微短路和化學(xué)反響。下面將對兩個(gè)原因進(jìn)行分析:
1、物理微短路
物理微短路是構(gòu)成鋰離子電池低壓的直接原因,其直接表現(xiàn)是電池在常溫、高溫存儲一段時(shí)間后,電池電壓低于正常截止電壓。與化學(xué)反響引起自放電相比,物理微短路引起的自放電是不會構(gòu)成鋰離子電池容量不可逆的丟失的。引起物理微短路的狀況許多,分為如下幾種:
a、粉塵和毛刺
咱們將微短路的電池拆開,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電池的隔閡上會呈現(xiàn)黑點(diǎn)。假如黑點(diǎn)的方位處于隔閡中心,那么便大概率是粉塵擊穿。假如黑點(diǎn)處于邊際方位占多數(shù),就是極片分切過程中發(fā)作的毛刺引起的,這兩點(diǎn)比較好辨別。
b.正負(fù)極的金屬雜質(zhì)
在電池中,金屬雜質(zhì)發(fā)作化學(xué)和電化學(xué)腐蝕反響,溶解到電解液中:
M→Mn++ne-;
此后,Mn+遷移到負(fù)極,并發(fā)作金屬堆積:
Mn++ne-→M;
隨著時(shí)間的添加,金屬枝晶在不斷成長,終究穿透隔閡,導(dǎo)致正負(fù)極的微短路,不斷耗費(fèi)電量,導(dǎo)致電壓下降。
①正極金屬雜質(zhì)
正極的金屬雜質(zhì)經(jīng)過充電反響后,也是擊穿隔閡,在隔閡上構(gòu)成黑點(diǎn),構(gòu)成了物理微短路。一般來說,只要是金屬雜質(zhì),都會對電池自放電發(fā)作較大影響,一般是金屬單質(zhì)影響最大。據(jù)部分文獻(xiàn)所述,影響排序如:Cu>Zn>Fe>Fe2O3。比方許多正極鐵鋰資料就會面對自放電過大的問題,也就是鐵雜質(zhì)超支引起的。
②負(fù)極金屬雜質(zhì)
因?yàn)樵姵氐臉?gòu)成,負(fù)極金屬雜質(zhì)會游離出來,在隔閡處堆積而構(gòu)成隔閡導(dǎo)通,構(gòu)成物理微短路,國內(nèi)某些低端的負(fù)極資料經(jīng)常會遇見這樣的狀況。負(fù)極漿猜中的金屬雜質(zhì)對自放電的影響力不及正極中的金屬雜質(zhì),其間Cu、Zn對自放電影響較大。
c、輔材的金屬雜質(zhì)
例如CMC、膠帶中的金屬雜質(zhì)
2、化學(xué)反響
a、水分
水分構(gòu)成電解液分化,釋放出大量的電子,電子再嵌入到正極氧化結(jié)構(gòu)中,從而引起正極電位下降,構(gòu)成低壓;
另外,當(dāng)電池中有H2O存在時(shí),其會與LiPF6反響,出產(chǎn)HF等腐蝕性氣體;一同與溶劑等反響發(fā)作CO2等氣體引起電池膨脹;HF會與電池中眾多物質(zhì)如SEI重要成分反響,損壞SEI膜;生成CO2和H2O等;CO2引起電池膨脹,從頭生成的H2O又參加LiPF6、溶劑等反響,構(gòu)成惡性鏈?zhǔn)椒错憽?/p>
SEI膜損壞的結(jié)果:1)、溶劑進(jìn)入石墨層中與LixC6反響,引起不可逆容量丟失;2)、損壞的SEI修復(fù)則要耗費(fèi)Li+和溶劑等,進(jìn)一步構(gòu)成不可逆容量丟失。
b、電解液溶劑
某些電解液溶劑加入后會引起電池的電壓下降過快,之前我嘗試過一款溶劑,加入后離子電導(dǎo)提升效果明顯,可是自放電率比正常的溶劑快了3倍。
或許的機(jī)理:這些溶劑不耐氧化,在存儲過程中發(fā)作緩慢的化學(xué)反響,耗費(fèi)容量而使得電壓下降。
c、SEI膜不穩(wěn)定
在存放過程中,因?yàn)閭}庫具有必定的溫度,所以引起SEI膜的脫落和從頭反響,構(gòu)成電池脹氣、低壓等。
d、封裝不良
極耳方位過封,或許構(gòu)成極耳腐蝕而耗費(fèi)鋰源低壓。其他方位過封,或許電解液透過CPP層腐蝕鋁箔,而構(gòu)成鋁塑膜穿孔,進(jìn)入水分構(gòu)成低壓脹氣。
許多時(shí)分,脹氣和低壓是一同呈現(xiàn)的,這個(gè)時(shí)分往往都比較嚴(yán)重了,電池終究就會報(bào)廢。