影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素

循環(huán)性能對(duì)鋰離子電池的重要性不言而喻;另外，從宏觀的角度來看，更長(zhǎng)的生命周期意味著更少的資源消耗。因此，影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素是每個(gè)鋰電池行業(yè)從業(yè)人員都必須考慮的問題。下面文武列舉了幾個(gè)可能影響電池循環(huán)性能的因素，供大家參考。

 

材料類型:材料選擇是影響鋰離子電池性能的首要因素。選用循環(huán)性能差的材料，工藝合理又完善，不能保證電池的循環(huán);選擇一種更好的材料，即使后續(xù)制造出一些問題，循環(huán)性能也可能不會(huì)太糟糕太離譜(一顆鋰鈷酸克只能玩135.5mah /g左右，而鋰電池雖然1C多100俯沖但0.5c, 500倍以上90%;電池拆卸后，負(fù)極上有黑色石墨顆粒的電池循環(huán)性能正常。從材料的角度來看，全電池的循環(huán)性能是由正極與電解液的循環(huán)性能和負(fù)極與電解液的循環(huán)性能這兩者中較差的一個(gè)來決定的。材料循環(huán)性能較差,一方面,可能是在流通過程中晶體結(jié)構(gòu)變化太快繼續(xù)完成嵌鋰鋰,一方面可能是由于活性物質(zhì)及其相應(yīng)的電解液不能產(chǎn)生密集的和統(tǒng)一的SEI膜活性物質(zhì)和電解質(zhì)過早副反應(yīng),使電解液過度消費(fèi)會(huì)影響周期。在電池設(shè)計(jì)中，如果一極確認(rèn)選擇了循環(huán)性能較差的材料，另一極不需要選擇循環(huán)性能較好的材料，浪費(fèi)。

 

正負(fù)極壓實(shí):正負(fù)極壓實(shí)過高，雖然可以提高電池的能量密度，但也會(huì)在一定程度上降低材料的循環(huán)性能。從理論上分析，壓實(shí)程度越大，對(duì)材料結(jié)構(gòu)的損傷越大，而材料的結(jié)構(gòu)是保證鋰離子電池能夠回收利用的基礎(chǔ);此外，正、負(fù)密實(shí)度較高的細(xì)胞很難保證較高的液體滯留，這是細(xì)胞完成一個(gè)或多個(gè)正常循環(huán)的基礎(chǔ)。

 

水分:過多的水分會(huì)與正極和負(fù)極的活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)，影響循環(huán)。同時(shí)，過多的水分不利于SEI膜的形成。然而，微量水雖然難以去除，但微量水也能在一定程度上保證細(xì)胞的性能。不幸的是，文武本人在這方面的經(jīng)驗(yàn)幾乎為零，不能說太多。如果你感興趣，你可以在論壇中搜索關(guān)于這個(gè)主題的信息。

 

涂膜密度:考慮涂膜密度對(duì)單變量循環(huán)的影響幾乎是不可能完成的任務(wù)。薄膜密度的不一致性會(huì)導(dǎo)致容量的差異或卷繞或分層層數(shù)的差異。對(duì)于同類型、同容量、同材質(zhì)的電池，降低膜密度相當(dāng)于增加一個(gè)或多個(gè)纏繞層或疊層的數(shù)量，增加的膜片可以吸收更多的電解質(zhì)，保證循環(huán)?？紤]更多的薄膜密度可以提高電池的性能,電池極片和裸烤除了水會(huì)更容易,當(dāng)然,當(dāng)薄膜涂層的密度誤差可能更難以控制,活性物質(zhì)在更大的粒子也可能導(dǎo)致負(fù)面影響涂層,滾動(dòng),更多的層意味著更多的襯托和隔膜,這意味著更高的成本和更低的能量密度。因此，評(píng)價(jià)也需要平衡。

 

負(fù)極過剩:負(fù)極過剩的原因不僅是第一不可逆容量和鍍層密度偏差的影響，還與循環(huán)性能有關(guān)。對(duì)于鈷-石墨鋰體系，負(fù)極石墨在循環(huán)過程中往往成為“短板”。如果負(fù)極太多而不足，電池可能在循環(huán)前無法擺脫鋰，但經(jīng)過幾百次循環(huán)后正極結(jié)構(gòu)變化不大。但是由于負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞，無法完全接收到正極提供的鋰離子，導(dǎo)致容量過早降低。