鋰離子電池低溫的現(xiàn)象有哪些?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-09-20 11:03
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鋰離子電池的性能受到動力學(xué)特性影響比較大,由于Li+在嵌入到石墨材料中時需要首先進行去溶劑化,這需要消耗一定的能量,阻礙了Li+擴散到石墨內(nèi)部。而相反的Li+在脫出石墨材料進入到溶液中,會首先發(fā)生溶劑化過程,而溶劑化過程不需要消耗能量,Li+可以快速的脫出石墨,因此也就導(dǎo)致了石墨材料的充電接受能力要明顯差于放電接受能力。
低溫下,石墨負(fù)極的動力學(xué)特性進步一變差,因此在充電的過程中負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇,很容易導(dǎo)致負(fù)極表面析出金屬鋰。德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Christian von Lu?ders等研究顯示在-2℃下,充電倍率超過C/2就回顯著的增加金屬鋰的析出量,例如C/2倍率下,負(fù)極表面鍍鋰的數(shù)量約整個充電容量的5.5%,但是在1C倍率下將達到9%。析出的金屬鋰可能會進一步發(fā)展,最終成為鋰枝晶,穿破隔膜,導(dǎo)致正負(fù)極短路。因此,需要盡量避免鋰離子電池在低溫下充電,當(dāng)電池必須在低溫下充電時,需要盡可能選擇小電流對鋰離子電池進行充電,并在充電后對鋰離子電池進行充分的擱置,從而保證負(fù)極析出的金屬鋰能夠與石墨反應(yīng),重新嵌入到石墨負(fù)極內(nèi)部。
慕尼黑工業(yè)大學(xué)的VeronikaZinth等人借助中子衍射等手段,對鋰離子電池在-20℃低溫下的析鋰行為進行了研究。中子衍射手段是近年來新興的一種檢測手段,相比于XRD,中子衍射對輕元素(Li、O、N等)更為敏感,因此非常適合對鋰離子電池進行無損檢測。
















