鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3441次 | 2020年12月28日
鋰離子電池在低溫下放電容量減少的重要原因
電池使用環(huán)境的影響
低溫下鋰離子電池容量降低的重要原因有:電解液導(dǎo)電性差,隔膜的潤(rùn)濕性和/或滲透性差,鋰離子遷移速度慢,電極/電解液界面的電荷轉(zhuǎn)移速度慢等。此外,SEI的阻抗在低溫下新增,減慢了鋰離子通過(guò)電極/電解質(zhì)界面的速度。SEI阻抗新增的原因是鋰離子在低溫下容易從負(fù)極逃逸,難以嵌入。充電時(shí),金屬鋰會(huì)出現(xiàn)并與電解液發(fā)生反應(yīng),形成新的SEI膜覆蓋在原有的SEI膜上,新增了電池的阻抗,導(dǎo)致電池容量[19]下降。
李連興等人[20]分別在60℃和常溫下對(duì)同批次鋰離子電池進(jìn)行了300次充放電循環(huán)實(shí)驗(yàn)。在初始階段,電池在60℃時(shí)表現(xiàn)出較高的放電容量。但隨著循環(huán)的發(fā)展,電池容量衰減加快,循環(huán)穩(wěn)定性降低,后期甚至?xí)霈F(xiàn)電池膨脹現(xiàn)象。在高溫下,鋰離子電池的充放電循環(huán)不穩(wěn)定。高溫導(dǎo)致電池電極的電化學(xué)極化新增,出現(xiàn)氣體,導(dǎo)致脹形現(xiàn)象。同時(shí),電荷轉(zhuǎn)移阻力增大,離子轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)性能下降。
使用鋰離子電池的設(shè)備在運(yùn)輸或正常運(yùn)行時(shí)可能會(huì)受到振動(dòng)、沖擊、沖擊和其他測(cè)試。一些鋰離子電池在與系統(tǒng)通信時(shí)進(jìn)行充放電,并根據(jù)一定的頻率接收數(shù)據(jù)信息。設(shè)備振動(dòng)時(shí)的頻率可能會(huì)干擾電池的頻率,造成芯片數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或觸發(fā)保護(hù)電路動(dòng)作[22]。鋰離子電池的電極耳、外部導(dǎo)線、端子、焊點(diǎn)等在強(qiáng)烈的振動(dòng)或沖擊下會(huì)斷裂或脫落,電池電極上的活性物質(zhì)也會(huì)脫落,從而影響電池壽命,甚至造成危險(xiǎn)情況。
循環(huán)過(guò)程中充放電系統(tǒng)的影響
鋰離子電池的使用過(guò)程是一個(gè)充放電循環(huán)的過(guò)程。充放電系統(tǒng),如充放電電流的大小、充放電截止電壓的選擇、充放電方式等,對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命也有非常重要的影響。盲目新增電池的工作電流,新增充電截止電壓,降低放電截止電壓,會(huì)降低電池的性能。
結(jié)論
通過(guò)分析可以看出,在鋰離子電池的設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中,影響其循環(huán)壽命的因素很多。鋰離子電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)鋰離子電池在數(shù)量和質(zhì)量上的要求也越來(lái)越高。循環(huán)壽命直接影響鋰離子電池的使用時(shí)間和質(zhì)量。只有在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中將影響生命周期的各個(gè)因素把握住,公司才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)地位。消費(fèi)者在使用過(guò)程中應(yīng)注意鋰離子電池的特性,根據(jù)說(shuō)明書(shū)正確使用電池。