新舊鋰電池有哪些區(qū)別?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-11-05 17:48
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1充放電電壓
處于相同電量狀態(tài),舊電芯充電電壓高而放電電壓低。原因在于舊電芯的極化內(nèi)阻和歐姆內(nèi)阻都有所增加。充電時,充電電壓等于電芯電勢加上內(nèi)阻占壓,舊電芯內(nèi)阻占壓大,使得充電電源必須抬高充電電壓才能將電量充入。放電時,放電電壓等于電芯電勢減去內(nèi)阻占壓,舊電芯內(nèi)阻占壓占用了部分電芯電勢,放電電流越大,現(xiàn)象越明顯。這使得能夠向外部提供的電壓降低,也是造成電芯在壽命中后期,電池功率特性下降的一個原因。
2充電恒壓過程
新電芯進入恒壓充電狀態(tài)晚而舊電芯進入恒壓狀態(tài)早,恒流充電時間長,使得新電芯相對的充電速度比較快。原因與前一段的分析類似,依然是內(nèi)阻占壓產(chǎn)生的影響,舊電芯較早的被內(nèi)阻抬高了端電壓,很快達到充電程序設(shè)置的恒壓值,進入恒壓充電階段。恒壓充電的電流隨著電量的增加在遞減。
3容量
作為衡量電芯老化的直接參數(shù),舊電芯的剩余容量表征其老化程度。如果追究電芯容量衰減的內(nèi)部原因,大體可以這樣表述:
在長期使用過程中,正極材料部分的溶解、坍塌,晶格被副反應(yīng)產(chǎn)物堵塞,使得能夠容納鋰離子的空位越來越少;
石墨負極,表面的SEI膜隨著反復(fù)的循環(huán)使用、高低溫環(huán)境的侵害等,其厚度越來越大,消耗負極材料和活性鋰離子沉積成鈍化膜的同時,增加了鋰離子穿越的難度。老化的SEI膜,出現(xiàn)越來越多的缺陷,使得電解液得以直接接觸負極材料,進一步生成鈍化膜。能夠嵌鋰的負極材料減少和鋰離子的消耗,都會帶來容量的永久損失。
電解液,在循環(huán)使用過程中,電解液除了與正負極材料反映,還會與鐵、銅等雜質(zhì)反映,自己的分解反應(yīng),總體上消耗活性成分,使得其導(dǎo)電能力越來越差,電芯容量降低。
以上都是正常使用過程中,日積月累的容量損失原因。
4開路電壓
新舊電芯的開路電壓存在明顯差異,舊電芯到了一定階段,再也無法達到新電芯的電壓值。問題依然出在導(dǎo)電活性物質(zhì)的減少上。正負極之間電勢差的極限是由正負極材料決定的,但電勢的產(chǎn)生需要依靠帶電鋰離子的聚集?;钚噪x子減少,沒有了原來數(shù)量的鋰離子聚集在負極,開路電壓自然下降了。
5內(nèi)阻
內(nèi)阻也是電芯壽命的一個指標,內(nèi)阻的增加直接影響電芯的功率特性。究其原因,與容量的影響因素基本重合,正負極材料和活性離子的消耗,造成了內(nèi)阻的增加。
處于相同電量狀態(tài),舊電芯充電電壓高而放電電壓低。原因在于舊電芯的極化內(nèi)阻和歐姆內(nèi)阻都有所增加。充電時,充電電壓等于電芯電勢加上內(nèi)阻占壓,舊電芯內(nèi)阻占壓大,使得充電電源必須抬高充電電壓才能將電量充入。放電時,放電電壓等于電芯電勢減去內(nèi)阻占壓,舊電芯內(nèi)阻占壓占用了部分電芯電勢,放電電流越大,現(xiàn)象越明顯。這使得能夠向外部提供的電壓降低,也是造成電芯在壽命中后期,電池功率特性下降的一個原因。
2充電恒壓過程
新電芯進入恒壓充電狀態(tài)晚而舊電芯進入恒壓狀態(tài)早,恒流充電時間長,使得新電芯相對的充電速度比較快。原因與前一段的分析類似,依然是內(nèi)阻占壓產(chǎn)生的影響,舊電芯較早的被內(nèi)阻抬高了端電壓,很快達到充電程序設(shè)置的恒壓值,進入恒壓充電階段。恒壓充電的電流隨著電量的增加在遞減。
3容量
作為衡量電芯老化的直接參數(shù),舊電芯的剩余容量表征其老化程度。如果追究電芯容量衰減的內(nèi)部原因,大體可以這樣表述:
在長期使用過程中,正極材料部分的溶解、坍塌,晶格被副反應(yīng)產(chǎn)物堵塞,使得能夠容納鋰離子的空位越來越少;
石墨負極,表面的SEI膜隨著反復(fù)的循環(huán)使用、高低溫環(huán)境的侵害等,其厚度越來越大,消耗負極材料和活性鋰離子沉積成鈍化膜的同時,增加了鋰離子穿越的難度。老化的SEI膜,出現(xiàn)越來越多的缺陷,使得電解液得以直接接觸負極材料,進一步生成鈍化膜。能夠嵌鋰的負極材料減少和鋰離子的消耗,都會帶來容量的永久損失。
電解液,在循環(huán)使用過程中,電解液除了與正負極材料反映,還會與鐵、銅等雜質(zhì)反映,自己的分解反應(yīng),總體上消耗活性成分,使得其導(dǎo)電能力越來越差,電芯容量降低。
以上都是正常使用過程中,日積月累的容量損失原因。
4開路電壓
新舊電芯的開路電壓存在明顯差異,舊電芯到了一定階段,再也無法達到新電芯的電壓值。問題依然出在導(dǎo)電活性物質(zhì)的減少上。正負極之間電勢差的極限是由正負極材料決定的,但電勢的產(chǎn)生需要依靠帶電鋰離子的聚集?;钚噪x子減少,沒有了原來數(shù)量的鋰離子聚集在負極,開路電壓自然下降了。
5內(nèi)阻
內(nèi)阻也是電芯壽命的一個指標,內(nèi)阻的增加直接影響電芯的功率特性。究其原因,與容量的影響因素基本重合,正負極材料和活性離子的消耗,造成了內(nèi)阻的增加。
















