鉅大LARGE | 點擊量：2001次 | 2021年09月05日
鋰離子電池注液量是不是越多越好？
鋰離子電池緊要由正極、負極和電解液等部分構(gòu)成，其間電解液雖然不供給容量，可是卻承擔著在正負極之間傳導Li+的緊要用途，因而鋰離子電池的循環(huán)壽數(shù)和倍率功能等特性都與電解液之間有著親近的關(guān)系。因為電解液在鋰離子電池作業(yè)的進程中會繼續(xù)的在正負極發(fā)生氧化和復原反響，因而注液量過少有關(guān)鋰離子電池的循環(huán)壽數(shù)不利，一起倘若電解液數(shù)量過少，也會導致部分活性物質(zhì)無法滋潤，因而不利于電池容量的發(fā)揮，可是注液量過多也會形成鋰離子電池能量密度下降，本錢升高級問題，因而怎么確認合適的注液量，有關(guān)鋰離子電池在功能和本錢之間的平衡就顯得尤為緊要。
近日，德國慕尼黑工業(yè)大學的FlorianJ.Gu?nter（榜首作者，通訊作者）就對注液量有關(guān)鋰離子電池滋潤速度、能量密度和壽數(shù)功能的影響進行了詳盡的研討
。實驗中作者選用了軟包電池作為研討目標，其間包括13片負極和12片正極，其間正極選用了NCM111資料，負極選用了石墨，正負極的基本參數(shù)如下表所示。選用的電解液為1mol濃度的LiPF6溶液（EC：EMC=3:7，2%的VC）。
為了確保電解液可以充沛滋潤電極，注液進程是在80mbar的高真空環(huán)境下進行的，電解液的用量可以通過下式進行核算，其間vf為體積比系數(shù)，范圍為0.6-1.8，電池內(nèi)部的微孔體積約為8.85ml，下表為選用不同體積比系數(shù)vf時電池的注液量與電池容量等基本信息。
跟著電解液滋潤程度的添加，電池內(nèi)可以參加反響的兩相界面不斷添加，因而倘若咱們選用交流阻抗手法對電池阻抗進行丈量，就可以發(fā)現(xiàn)電池的高頻阻抗在繼續(xù)下降，這也為咱們實時監(jiān)測電池滋潤供給了一種新的方式。從下圖不同注液量后電池高頻阻抗的變化可以看到注液量更多的情況下，電池在注液后高頻阻抗也下降的更多，可是當電解液與微孔體積比系數(shù)添加到1以上時，電解液量添加有關(guān)下降高頻阻抗就影響比較小。一起咱們還可以留意到電解液量較少的電池在滋潤進程中還有阻抗添加的情況，這緊要是因為電解液量缺乏形成的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
不同電解液量有關(guān)電池在不同倍率下的可逆容量和能量密度的影響，理論上電解液只要填充掉電極和隔閡中所有的孔隙就可以，可是踐行因為電極和隔閡之間仍舊存在必定的空隙，電池踐行需求的電解液量要大于1，咱們看到當電解液體積比系數(shù)從0.6提高到1.2，電池在0.1C的可逆容量也在添加，可是繼續(xù)添加注液量后電池的容量沒有分明的添加，可是跟著電解液數(shù)量的添加，電池的能量密度在不斷下降。
不同注液量電池在1C循環(huán)進程中不同倍率容量衰降情況，從圖中可以留意到注液量比較少的0.6和0.8在通過50次循環(huán)后，可逆容量就發(fā)生了分明的衰降，特別是注液量最少的0.6電池的衰降尤為嚴峻，這緊要是因為電解液數(shù)量缺乏引起的滋潤不充沛形成，可是當電解液數(shù)量過多，達到1.6-1.8時，咱們也可以相同觀察到電池的衰降分明添加，作者以為這可能是因為電解液中過量的VC添加劑形成的。
不同注液量的電池在不同壽數(shù)階段的放電曲線，可以幫助咱們更好的了解鋰丟失和電解液缺乏的影響，在循環(huán)榜首周時，咱們可以看到此時基本上沒有Li丟失，因而電解液量對電池功能的影響占主導地位，因而電池注液量越多，則電池的電壓渠道越高，電池容量越大。在通過100次循環(huán)后，注液量為0.6的電池已經(jīng)失去了放電才能，注液量較多的電池（1.6和1.8）雖然在放電的前期仍舊保持了較高的電壓，可是放電后期電壓快速衰降，因而電池的容量也較低，與注液量為0.8的電池的容量接近，注液量較多的電池丟失的可逆容量可能來自于活性Li的丟失，而注液量中等的電池（1.2和1.4）則仍舊保持了較高的容量?？墒窃谕ㄟ^500次循環(huán)，雖然注液量為1.4的電池容量仍舊最高，可是在放電的初期相比于電解液量較多的電池仍舊出現(xiàn)了較多的電壓衰降。
不同注液量的電池恒壓充電容量在電池容量中的占比，電池恒壓充電容量占比緊要反響電池充電進程中的極化情況，電池極化越大，則更早的進入到恒壓充電階段，因而恒壓充電容量占比也就更大，因而咱們從下圖可以看到有關(guān)所有的電池充電倍率越大，則電池極化越大，恒壓充電容量占比也就越高。從下圖中咱們可以看到電池的注液量越多則電池恒壓充電容量占比越低，極化越小。
從FlorianJ.Gu?nter的作業(yè)咱們可以看到有關(guān)鋰離子電池并不是電解液越多越好，電解液過多時其間過量的成膜添加劑會不斷消耗電池中的活性Li成分，然后引起鋰離子電池容量衰降加快，而電解液數(shù)量過少則會導致活性物質(zhì)滋潤不充沛，然后導致部分活性物質(zhì)無法參加反響，然后嚴峻影響循環(huán)壽數(shù)，因而合適的電解液量不惟有利于提高能量密度和下降本錢，有關(guān)提高鋰離子電池的循環(huán)壽數(shù)相同
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