淺析鋰離子電池容量衰減的原因
來源：寶鄂實業(yè)
2020-03-23 14:27
點擊量：次
鋰離子電池的初步分類
1. 根據(jù)鋰電池的電解質(zhì)數(shù)據(jù)，鋰離子電池可分為液態(tài)鋰電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(LIP)。
二世。根據(jù)充電方式，可分為不可充電和可充電兩類。
三世。鋰電池外觀:方形鋰電池(如常用手機(jī)電池)和圓柱形鋰電池(如18650、18500);
四、鋰電池外包數(shù)據(jù):鋁鋰電池、鋼鋰電池、軟包電池;
五、鋰電池由正極和負(fù)極數(shù)據(jù)(添加劑)組成:鋰鈷氧化物(LiCoO2)電池、鋰錳酸(LiMn2O4)電池、磷酸鐵鋰電池、一次性鋰錳氧化物電池。
鋰離子電池容量衰減的原因
鋰離子電池是繼鎳鎘電池和鎳氫電池之后發(fā)展最快的二次電池。它的高能特性使它的未來看起來很光明。然而，鋰離子電池并不完美。最大的問題是充電和放電周期的穩(wěn)定性。本文總結(jié)分析了鋰離子電池容量衰減的可能原因，包括過充、電解液分化和自放電。
原因1:收費過高
1. 石墨陽極過充響應(yīng):
當(dāng)電池過度充電時，鋰離子會簡單地在負(fù)極表面恢復(fù)和積累
鋰離子在負(fù)極表面的積聚阻礙了鋰離子的插入。放電功率下降和容量損失的原因有:
(1)可回收鋰減少;
(2)鋰金屬與溶劑或支撐電解液的堆積反應(yīng)形成Li2CO3、LiF或其他產(chǎn)物;
(3)金屬鋰一般是在負(fù)極和間隙之間形成的，可能是空隙之間的空隙增加了電池的電阻;
由于鋰的性質(zhì)非?；顫姡菀着c電解液發(fā)生反應(yīng)而消耗電解液。
充電速度快，電流密度過大，負(fù)極化嚴(yán)重，鋰離子積聚將更加明顯。這種情況只發(fā)生在正活性物質(zhì)與負(fù)活性物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的過量的情況下。然而，在高充電率的情況下，即使正極和負(fù)極的活性物質(zhì)份額是正常的，金屬鋰的積累也可能發(fā)生。
2、正面回應(yīng)太多
當(dāng)正極活性物質(zhì)與負(fù)極活性物質(zhì)的比例過低時，就會發(fā)生簡單的正極過充。正極過充導(dǎo)致容量損失的主要原因是電化學(xué)惰性物質(zhì)(如Co3O4、Mn2O3等)的攻擊破壞了電極間的容量平衡，容量損失是不可逆的。
(1)LiyCoO2
LiyCoO2 - (1 -) y / 3 [Co3O4 + O2 (g)] + yLiCoO2 y < 0.4
由于在電解液分異過程中不存在復(fù)合反應(yīng)(如H2O的形成)和可燃?xì)怏w的積累，因此密封鋰離子電池中正極數(shù)據(jù)的結(jié)果是不可想象的。
(2) - MnO2
鋰錳氧化物完全除鋰時:lambda -MnO2→Mn2O3+O2(g)
3.電解液過充時的氧化反應(yīng)
當(dāng)壓力大于4.5v時，電解液會氧化成不溶性物質(zhì)(如Li2Co3)和氣體，阻礙鋰離子在電極孔隙中的遷移，在循環(huán)過程中造成容量損失。
