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鋰電池的電極反應(yīng)你知多少?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:4038次  |  2018年05月20日  

  有人在網(wǎng)上詢問(wèn):“鋰離子電池充電時(shí)的電極反應(yīng)是什么?什么因素會(huì)阻止電池充電完全?第一次充電時(shí)的化學(xué)變化有何特別?”以下回答來(lái)自鋰電池從業(yè)者。


  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),鋰離子電池(以下簡(jiǎn)稱鋰電)可以被理解為一種濃差電池,Li+的濃差帶來(lái)能量的存儲(chǔ)。Li+在陰極(鈷酸鋰等)和陽(yáng)極(常見的主要是石墨)之間的移動(dòng),就是鋰電的充放電過(guò)程。Li+通過(guò)電解液作為擺渡船,從陰極中跑出進(jìn)去石墨中(嵌鋰,形成類似C6Li的結(jié)構(gòu)),這是充電過(guò)程。反之,Li從陽(yáng)極中脫出回到陰極,這一過(guò)程就是放電。


  所謂充電完全,這個(gè)概念是一個(gè)偽概念,日常生活中我們所稱呼的充滿,在將商品電池拿掉充電保護(hù)線路和相應(yīng)的模塊之后,電池是完全可以再繼續(xù)恒流充電的。(這一過(guò)程我們成為“過(guò)充”,會(huì)造成:陽(yáng)極析鋰、刺破隔膜、電池短路、非常危險(xiǎn);同時(shí),過(guò)充還會(huì)對(duì)鋰電的壽命帶來(lái)不可逆的傷害)。


  常規(guī)充電,是在橫流充電過(guò)程中不斷監(jiān)控充電電壓,當(dāng)電壓達(dá)到規(guī)定了一個(gè)閥值(目前市售的以4.2V~4.35V為主),電池充電終止。


  首次充電我不知道題主是否懂得“化成/formation”這個(gè)概念,鋰電的首次充電其實(shí)是在工廠中完成的,這一工藝稱之為“化成”。至于“化成”的作用,我就不再贅述了,主要是生成SEI膜,詳細(xì)可以自行谷歌,作為知乎這個(gè)平臺(tái),不需要說(shuō)的那么深入。在“化成”之后在工廠還會(huì)有第二個(gè)充電過(guò)程,這次充電主要是出于質(zhì)檢的考慮,測(cè)試電池的容量、自放電率等等。到消費(fèi)者手中的電池,這時(shí)的所謂第一次充放,其實(shí)與之后的第二次第三次第n次的反應(yīng)過(guò)程,毫無(wú)區(qū)別,發(fā)生的反應(yīng),請(qǐng)參考我對(duì)題主第一個(gè)問(wèn)題的回答。

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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%

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