如何有效提高鋰離子電池的性能?
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-29 14:00
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如何提高鋰離子電池的性能?鋰離子電池有兩個(gè)主要的性能指標(biāo):能量密度和充放電比。鋰離子電池的高倍增器性能是不難實(shí)現(xiàn)的，但同時(shí)兼顧倍增器性能和能量密度是很困難的。一般來(lái)說(shuō)，乘法器性能和能量密度是矛盾的，很難在兩者之間找到平衡。那么，有哪些方法可以提高鋰離子電池的性能呢?節(jié)能電器小妝展一兩個(gè)。
鋰離子電池。JPG
如何提高鋰離子電池的性能?
材料選擇
通常提高鋰電池功率比性能主要從材料的選擇、室溫20℃,最低的LCO材料的電子導(dǎo)電率只有5 x10 8 s /厘米,和導(dǎo)電性NCM111可以達(dá)到2.2 x10-6 s /厘米,鎳含量進(jìn)一步增加,三元材料的電子導(dǎo)電率明顯改善,NCM8111材料的電子導(dǎo)電率達(dá)到4.1 x10-3 s /厘米,離子電導(dǎo)率也顯示同樣的趨勢(shì),LCO材料在20℃下，離子電導(dǎo)率僅為2.3 x10-7 s/cm, NCM111材料的離子電導(dǎo)率為3.2 x10-6s /cm, 532 bits 1.7x10-3s /cm, 622 bits 3.4x10-3s /cm, NCM811材料的離子電導(dǎo)率為6.3x10-3s /cm。
因此，三元材料，尤其是高鎳三元材料或NCA材料更適合高功率的鋰離子電池，無(wú)論是從電導(dǎo)率還是離子電導(dǎo)率來(lái)看。當(dāng)然，除了這些材料的固有特性外，倍增器的性能還受到形貌等多種因素的影響。例如，小顆粒的材料表面積越大，Li+在顆粒中的擴(kuò)散距離越短，理論上可以獲得更好的倍增器性能。
陽(yáng)極材料有很多選擇,比如小顆粒中間的類(lèi)似石墨材料,性能比具有很好的檢測(cè)性能,鈦酸鋰電池材料,因?yàn)檩^低的導(dǎo)電率往往是由生產(chǎn)納米級(jí)粒子,從而進(jìn)一步增加了活動(dòng)區(qū)域,減少了李+擴(kuò)散距離,鈦酸鋰電池有很優(yōu)秀的性能比率,因此,為了實(shí)現(xiàn)快速充電。
NTO是東芝公司開(kāi)發(fā)的新型陰極材料，其可逆容量為341mAh/g，遠(yuǎn)高于LTO，接近石墨。然而，由于具有高壓固體密度的優(yōu)點(diǎn)，體積中的能量密度達(dá)到了石墨陰極的兩倍。同時(shí)，該材料仍保持了快速充電的特點(diǎn)。
配方的優(yōu)化
決定鋰電池比另一個(gè)是電池性能的配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,在鋰離子電池中“離子傳導(dǎo)”和“電子導(dǎo)電”兩種導(dǎo)電形式,包括離子導(dǎo)電主要包括李+電解質(zhì)和電極內(nèi)部孔隙和活性物質(zhì)內(nèi)部的電子導(dǎo)電的傳播主要活性物質(zhì)粒子之間。
高速率性能的鋰離子電池幾種導(dǎo)電的形式綜合體現(xiàn),壓實(shí)密度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電極孔隙率大幅下降,導(dǎo)致離子擴(kuò)散阻抗增加,壓實(shí)密度低,會(huì)導(dǎo)致接觸電阻的增加,所以只有合適的壓實(shí)密度鋰離子電池比優(yōu)秀性能和結(jié)合高能量密度的特點(diǎn)。
電池結(jié)構(gòu)選擇
次透過(guò)細(xì)胞的過(guò)程中如何控制排氣溫度也是一個(gè)非常重要的問(wèn)題,在大電流放電鋰離子電池的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生很多的熱量,熱量在鋰離子電池內(nèi)部積累將導(dǎo)致溫度上升,溫度梯度大,因此鋰離子電池內(nèi)部故障不一致,影響鋰離子電池的使用壽命。如何選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)變得尤為重要。
(4)提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率
鋰離子必須在正極和負(fù)極之間來(lái)回穿梭，就像在由電解液和電池殼組成的“游泳池”里游泳一樣。電解質(zhì)離子的離子電導(dǎo)率與水的電阻一樣，對(duì)鋰離子的游動(dòng)速度有很大的影響。目前，鋰離子電池使用的是有機(jī)電解質(zhì)，無(wú)論是液態(tài)電解質(zhì)還是固態(tài)電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率都不是很高。電解質(zhì)電阻是整個(gè)電池電阻的重要組成部分，其對(duì)鋰離子電池高功率性能的影響不容忽視。
選擇合適的材料、配方和結(jié)構(gòu)，可以降低鋰離子電池在大倍增器放電情況下的內(nèi)部阻抗和極化，降低溫度不均勻性，有效提高電池的倍增器性能。提高倍增器性能是一項(xiàng)綜合性工程，需要從多方面考慮因素，小系列儲(chǔ)電器的引入只是滄海一粟，知識(shí)的局限性不可避免的有些疏忽，希望各位朋友批評(píng)指正，提出自己的看法。
降低電池的內(nèi)阻
一般在正極活性物質(zhì)中加入導(dǎo)電劑，以降低活性物質(zhì)與正極基質(zhì)/收集液的接觸電阻，提高正極材料的電導(dǎo)率(離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率)，提高倍增器性能。不同的材料和不同形狀的導(dǎo)電劑會(huì)影響鋰電池的內(nèi)阻，從而影響其倍增器性能。
隨著充放電次數(shù)的增加，鋰電池的容量會(huì)越來(lái)越小。最直接的表現(xiàn)就是鋰電池的性能越來(lái)越差。當(dāng)充電電流和截止電壓超過(guò)一定值時(shí)，鋰離子電池的下降速度將大大加快。為了降低鋰離子電池的遞減率，需要根據(jù)不同的系統(tǒng)選擇合適的充放電電流和截止電壓。
