鋰電池容量衰減是什么原因？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-09-14 14:25
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鋰電池容量衰減是什么原因？
1.鋰電池濫用
鋰電池在SOC為120%以下時，沒有明顯的容量損失;當(dāng)SOC大于120%，負(fù)極開始出現(xiàn)鋰沉積，并且由于生成較厚的SEI膜，阻抗變大并造成活性鋰的損失，如果繼續(xù)過充則會引起鋰電池熱失控。在過高的SOC下，電解液的分解速率會變快，在石墨負(fù)極形成厚的沉積層，該沉積層所含的鋰以沉淀。
此外，大倍率充放電也會造成鋰電池容量損失，這是因為正負(fù)極在充放電過程會發(fā)生體積收縮和膨脹，而充放電電流越大，收縮膨脹越劇烈，應(yīng)力越大，從而正負(fù)極的顆粒在體積快速變化中更容易發(fā)生破裂或者從集流體剝離，導(dǎo)致循環(huán)衰減加快。
2.溫度因素
不得不提的是鋰電池的使用環(huán)境和條件對其容量的損害。溫度絕對是影響鋰電池壽命的關(guān)鍵因素之一，過高的溫度或過低的溫度都會造成活性鋰離子含量的降低，電極材料結(jié)構(gòu)破壞，金屬離子溶出，導(dǎo)致容量衰減嚴(yán)重。
常規(guī)的鋰電池工作溫度：-20℃~60℃，不過一般低于0℃后鋰電池性能就會下降，放電能力就會相應(yīng)降低，所以鋰電池性能完全的工作溫度，常見是0~40℃。一些特殊環(huán)境要求的鋰電池溫度就各有不同了，有些甚至可以在上百攝氏度的環(huán)境中正常運行。
在低溫條件下，電解液粘度增大，離子傳導(dǎo)速度變慢，與外電路電子遷移速度不匹配，電池出現(xiàn)嚴(yán)重極化，充放電容量出現(xiàn)急劇降低。尤其是在低溫充電的情況下，會出現(xiàn)從正極遷移過來的Li+來不及嵌入到負(fù)極的碳層層格中，在負(fù)極端形成鋰金屬結(jié)晶，導(dǎo)致電池容量降低，長時間低溫下充電會引發(fā)鋰枝晶刺穿隔膜引發(fā)短路。
總結(jié)：
影響鋰電池容量衰減主要是正負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)破壞或失活、電解液的分解、鋰電池的濫用等等。電池的充放電過程是一個復(fù)雜的電化學(xué)過程，導(dǎo)致電池容量衰減的因素也不是單一的，并且一個方面的惡化有可能會引發(fā)其他因素來共同影響電池的容量、循環(huán)性能、能量密度等。通過以上因素的分析，我們可以采取針對性的方案減少容量的損失，延長鋰電池使用壽命。
