鋰離子電池壽命變短的原因有哪些你知道嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-23 14:26
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鋰離子電池中的鋰離子濃度會(huì)發(fā)生漲落變化，這解釋了鋰離子電池壽命變短的原因，并有望幫助開發(fā)充電更快、待機(jī)時(shí)間更久的電池。
由美國能源部布魯克黑文國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)近日發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池產(chǎn)生電流時(shí)，若電池的電極是由納米粒子制成的，納米粒子部分區(qū)域里的鋰離子濃度會(huì)先上升，然后下降，而非此前一直認(rèn)為的濃度會(huì)持續(xù)增加。
晶格是晶體內(nèi)部的粒子按一定幾何圖形排列而成的結(jié)構(gòu)。鋰離子電池的工作原理是鋰離子在正負(fù)極晶格間移動(dòng)，充電時(shí)，鋰離子從正極流到負(fù)極，放電時(shí)正相反。
“與海綿吸水類似，我們看到納米粒子里鋰離子的總濃度在不斷增加，”主持該研究的布魯克黑文國家實(shí)驗(yàn)室可持續(xù)能源技術(shù)部科學(xué)家王馮說，“但與水不同，鋰離子會(huì)選擇性地從某些區(qū)域流出，這造成晶格間鋰離子濃度不一致。”
研究人員指出，鋰離子進(jìn)入晶格前，晶格的結(jié)構(gòu)很均勻，一旦鋰離子進(jìn)入，就會(huì)拉伸晶格，當(dāng)鋰離子流出時(shí)，晶格又收縮了。鋰離子的不均勻運(yùn)動(dòng)可能造成持久性損害，原因是它使電池內(nèi)活性成分的結(jié)構(gòu)變形，并可能導(dǎo)致電池疲勞失效。
研究人員推測這種現(xiàn)象也可能發(fā)生在其他高性能電池的化學(xué)物質(zhì)中，該研究結(jié)果可有助于開發(fā)充電時(shí)間更短、待機(jī)時(shí)間更長的電池。
1、按內(nèi)部材料鋰電池通常分兩大類：
鋰金屬電池：鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
鋰離子電池：鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
雖然鋰金屬電池的能量密度高，理論上能達(dá)到3860瓦/公斤。但是由于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電，所以無法作為反復(fù)使用的動(dòng)力電池。而鋰離子電池由于具有反復(fù)充電的能力，被作為主要的動(dòng)力電池發(fā)展。但因?yàn)槠渑浜喜煌脑兀M成的正極材料在各方面性能差異很大，導(dǎo)致業(yè)內(nèi)對(duì)正極材料路線的紛爭加大。
通常我們說得最多的動(dòng)力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池（三元鎳鈷錳）
2、按用途分；也可分為兩大類：
第一個(gè)是數(shù)碼電池，就是我們?nèi)粘Ｓ玫氖謾C(jī)，平板，移動(dòng)電源等等，這些都是屬于數(shù)碼類電池。
第二種是動(dòng)力電池，就是特斯拉，比亞迪一些新能源電動(dòng)汽車，還有無人機(jī)等產(chǎn)品用的電池，這些電池要求的瞬間電流很大，數(shù)碼類電池滿足不了瞬間大電流，所以這類也叫高倍率電池，價(jià)格比數(shù)碼電池要貴一些。
