鋰電池實(shí)際壽命達(dá)不到理論壽命的程度是什么原因？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-09 17:25
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一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的壽命在電池做成成品的那一刻就已經(jīng)決定了，電池的壽命是由其材料和結(jié)構(gòu)的專(zhuān)一特性決定的，僅僅根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算出的電池壽命稱為理論壽命，但工作中的鋰電池往往表現(xiàn)為實(shí)際壽命，一般會(huì)少于理論壽命。實(shí)際壽命達(dá)不到理論壽命的程度是由容量的非工作損耗造成的。
這種非工作損耗受下面因素的影響：
1、鋰離子電池的副反應(yīng)，
2、鋰離子電池活性物質(zhì)的不可逆消耗，
3、對(duì)大型鋰離子電池而言，電池工作電流大，散熱慢，容易對(duì)電池結(jié)構(gòu)造成破壞。
4、如果對(duì)鋰電池附加安全保護(hù)措施，需要由鋰電池提供的電量來(lái)維護(hù)。
鋰電池容量的減損在鋰電池充電、放電和自放電過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)：
1、隨著循環(huán)次數(shù)的增加，充電時(shí)間減少。鋰電池的充電平臺(tái)在3.7V~4.2V，該階段充入容量占總充電量的90%以上，隨著循環(huán)次數(shù)增加，電壓上升速度加快，充電容量減少。
2、鋰電池的放電平臺(tái)在4.1V~3.6V，該階段放電容量占到總?cè)萘康?0%以上，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，鋰電池的放電平臺(tái)降低，放電容量亦隨之降低。
3、鋰電池自放電的電量占鋰電池總電量的比例隨著循環(huán)次數(shù)的增加而加大，但使鋰電池放電平臺(tái)加速降低。
鋰離子電池的壽命減少表現(xiàn)為容量衰退的特點(diǎn)說(shuō)明：鋰電池的壽命終歸是有限的，這與任何事物的發(fā)展都要是一樣的，容量衰退是量變到質(zhì)變的一種表現(xiàn)形式。從這種表現(xiàn)中可以看出，延長(zhǎng)鋰電池壽命的方法無(wú)疑都從科學(xué)充放電和減少自放電的角度來(lái)考慮，在使用過(guò)程中的損耗會(huì)直接影響到電池的壽命。
因鋰電池引起手機(jī)爆炸的恐慌心理總是讓人們?cè)谑虑檫^(guò)去后還心有余悸，包括戴爾、蘋(píng)果這樣的全球品牌也有過(guò)類(lèi)似的尷尬情況。這使人們不得不考慮一個(gè)問(wèn)題：鋰電池的爆炸是不可避免的的嗎?
手機(jī)、筆記本等所用的是鋰離子電池，所謂鋰離子電池就是靠鋰離子在正負(fù)極間的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電量供應(yīng)和釋放的裝置，它要求鋰離子在正負(fù)極間進(jìn)行穿梭運(yùn)動(dòng)時(shí)不能附加其它影響因素，即干凈地運(yùn)動(dòng)。從理論上來(lái)說(shuō)，這種設(shè)計(jì)是完全可以實(shí)現(xiàn)的，但在實(shí)踐過(guò)程中，由于鋰離子電池是敏感性極強(qiáng)的產(chǎn)品，任何一點(diǎn)異常的情況都可能導(dǎo)致電池出現(xiàn)問(wèn)題。
所有的鋰電池爆炸都是由短路引起的，引起短路的現(xiàn)象有過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、過(guò)熱，它們是通過(guò)鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)而形成電池短路的，所謂內(nèi)因決定外因的意思，鋰電池結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)工藝制造過(guò)程，而工藝制造過(guò)程是難以100%避免瑕疵存在的。
鋰離子逗留的正負(fù)極應(yīng)該潔凈，穿梭其間的電解液、隔膜也應(yīng)無(wú)雜質(zhì)，但在制造過(guò)程中，電解液與隔膜難以完全避免沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當(dāng)人們使用不當(dāng)(過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流)或者把鋰電池置于極端環(huán)境(過(guò)高溫度)下，鋰電池就會(huì)過(guò)熱，碎片在常溫下的安靜狀態(tài)被打破，從而會(huì)在一個(gè)較熱的電解液空間中進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。下一步，如果碎片接近了隔膜，熱的碎片將影響隔膜的隔離作用，也就造成短路。
可見(jiàn)，短路是由于兩個(gè)原因引起的：一是電池體內(nèi)有雜質(zhì)，二是雜質(zhì)會(huì)運(yùn)動(dòng)，二者的中介是發(fā)熱，因此，短路必然有發(fā)熱伴隨，而發(fā)熱并不必然短路。第三步，短路會(huì)迸發(fā)火花，而電解液是易燃液體，火花在一個(gè)密閉的空間中就會(huì)引發(fā)電池的燃燒和爆炸，這一點(diǎn)很容易理解。因此，現(xiàn)在有一種聚合物鋰電池以膠體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)，可以降低短路的概率。但也不能完全避免。
一旦電池發(fā)生短路，視電池結(jié)構(gòu)和溫度高低程度的不同，一般來(lái)說(shuō)，電池體會(huì)出現(xiàn)漏液、燃燒和爆炸三種情況，而燃燒引發(fā)的安全問(wèn)題最為嚴(yán)重。
