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鋰離子電池自放電的原因分析

鉅大LARGE  |  點擊量:1235次  |  2021年02月24日  

1.造成可逆容量損失的原因:可逆容量損失的原因是發(fā)生了可逆放電反應(yīng),原理跟電池正常放電反應(yīng)一致。不同點是正常放電電子路徑為外電路、反應(yīng)速度很快;自放電的電子路徑是電解液、反應(yīng)速度很慢。


2.造成不可逆容量損失的原因:當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生了不可逆反應(yīng)時,所造成的容量損失即為不可逆容量損失的。所發(fā)生不可逆反應(yīng)的類型重要包括:


A:正極與電解液發(fā)生的不可逆反應(yīng)(相對重要發(fā)生于錳酸鋰、鎳酸鋰這兩種易發(fā)生結(jié)構(gòu)缺陷的材料,例如錳酸鋰正極與電解液中鋰離子的反應(yīng):LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4等);


B:負極材料與電解液發(fā)生的不可逆反應(yīng)(化成時形成的SEI膜就是為了保護負極不受電解液的腐蝕,負極與電解液可能發(fā)生的反應(yīng)為:LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe等);


C:電解液自身所帶雜質(zhì)引起的不可逆反應(yīng)(例如溶劑中CO2可能發(fā)生的反應(yīng):2CO2+2e+2Li+→Li2CO3+CO;溶劑中O2發(fā)生的反應(yīng):1/2O2+2e+2Li+→Li2O)。類似的反應(yīng)不可逆的消耗了電解液中的鋰離子,進而損失了電池容量。


D:制成時雜質(zhì)造成的微短路所引起的不可逆反應(yīng)。這一現(xiàn)象是造成個別電池自放電偏大的最重要原因??諝庵械姆蹓m或者制成時極片、隔膜沾上的金屬粉末都會造成內(nèi)部微短路。生產(chǎn)時絕對的無塵是做不到的,當(dāng)粉塵不足以達到刺穿隔膜進而使正負極短路接觸時,其對電池的影響并不大;但是當(dāng)粉塵嚴(yán)重到刺穿隔膜這個度時,對電池的影響就會非常明顯。


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