鉅大LARGE | 點擊量：312次 | 2023年10月31日
什么因素影響到鋰電池的性能呢?
影響鋰離子電池容量的影響因素很多，使用溫度、充放電電流、充放電截止電壓等因素都會影響鋰離子電池的衰降速度。造成鋰離子電池容量衰降的機理可以分為三類：
內(nèi)阻和極化新增
正負極活性物質(zhì)損失
Li損失
不同的外部因素對這三者的影響也各不相同。例如LiFePO4材料的鋰離子電池具有非常好的循環(huán)性能，但是不同的使用條件對鋰離子電池循環(huán)壽命有著重要的影響。試驗證明對26650鋰離子電池進行15C脈沖放電和15C持續(xù)放電，兩種放電制度關(guān)于26650鋰離子電池具有完全不同的影響。15C脈沖放電的26650鋰離子電池容量衰降非常快，充放電40次后就無法再進行15C放電，但是仍然能夠進行1C放電。而15C持續(xù)放電電池容量衰降較慢，60次以后仍然能夠進行15C放電，但是1C倍率的衰降速率要快于15C脈沖放電。
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%
機理分析得出結(jié)論：15C脈沖放電的電池在負極的SEI膜中出現(xiàn)更多的LiF，而LiF對鋰離子擴散的阻礙更大，使得電池的Li+擴散阻抗和電荷交換阻抗迅速新增，從而使得電池在充放電過程中極化電壓過大，從而導(dǎo)致LiFePO4大電流放電能力迅速下降。
鋰離子電池的充電策略關(guān)于鋰離子電池壽命衰降影響的研究，能夠更好的指導(dǎo)我們對鋰離子電池的設(shè)計。以下就不同充電控制策略對鋰離子電池壽命衰降的影響，研究了其用途機理，提出鋰離子電池的壽命衰降模型。研究試驗表明，當充電電流和截止電壓超過一定的數(shù)值時，鋰離子電池的衰降將被極大的加速，為了降低鋰離子電池的衰降速率，要針對不同的體系，要選擇合適的充放電電流和截止電壓。
從數(shù)據(jù)可以看到，隨著充電的倍率的加大，鋰離子電池的衰降速率也在快速新增，并且從曲線的斜率來看，電池的衰降速度存在三個不同的階段，前期衰降速度較快的階段(階段1)，中間衰降速度較慢的穩(wěn)定階段(階段2)，和后期的衰降速率加速階段(階段3)。針對三個階段電池的衰降機理的研究認為，階段1可能是因為電池SEI膜生長要消耗一部分Li+，因此衰降速度較快。在階段2隨著SEI膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，內(nèi)部較為穩(wěn)定，因此衰降速度較慢，在階段3隨著電池老化，開始發(fā)生活性物質(zhì)損失，電極活性界面減少，導(dǎo)致電池關(guān)于電流十分敏感。圖C是針對不同的截止電壓對電池衰降速度影響的實驗，從實驗結(jié)果可以看到，當把充電截止電壓提高到4.3V時會導(dǎo)致電池的循環(huán)性能急劇惡化，降低充電截止電壓可以有效的改善電池的循環(huán)性能。
對電池的動態(tài)內(nèi)阻分析如圖所示，從圖a測試結(jié)果來看，當充電電流小于1C時，電池動態(tài)內(nèi)阻隨著電池循環(huán)的變化趨勢幾乎時相同的，但是當充電電流超過1C時，電池動態(tài)內(nèi)阻新增速度會隨著充電速率的新增而快速新增。從圖b的測試結(jié)果來看，當充電截止電壓為4.3V時，電池動態(tài)內(nèi)阻新增非常迅速表明高截止電壓會惡化電池的動力學(xué)條件，截止電壓為4.1V和4.2V時電池動態(tài)內(nèi)阻新增較為緩慢。
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