鋰電池自放電的原因及影響分析
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-10 22:38
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自放電分類:
自放電對(duì)電池的影響可分為兩種:一種是損耗容量可可逆補(bǔ)償?shù)淖苑烹?,另一種是損耗容量不能可逆補(bǔ)償?shù)淖苑烹姟8鶕?jù)這兩種分類,我們大致可以給出自放電的一些原因。
自行放電原因:
一??赡嫒萘繐p失的原因:可逆容量損失是由可逆放電反應(yīng)引起的,這與電池的正常放電反應(yīng)是一致的。不同的是,正常放電電子路徑是外部電路,反應(yīng)速度很快;自放電電子路徑是電解液,反應(yīng)速度很慢。
2.不可逆容量損失的原因:當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生不可逆反應(yīng)時(shí),容量損失即為不可逆容量損失。不可逆反應(yīng)的類型主要包括:
A:陰極與電解液之間的不可逆反應(yīng)(相對(duì)主要發(fā)生在錳酸鋰和鋰鎳氧化物中,這兩種材料容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷,如錳酸鋰陰極與電解液中鋰離子的反應(yīng):
LiYN2O4+XLI++Xe Liy+Xmn2O4等。
B:陽(yáng)極材料與電解液之間的不可逆反應(yīng)(在形成過(guò)程中形成的SEI膜是為了保護(hù)陽(yáng)極免受電解液的腐蝕。陽(yáng)極和電解液之間可能的反應(yīng)如下:
LIYC6 LIY-XC6+XLI++X等。
C:電解液中雜質(zhì)引起的不可逆反應(yīng)
(例如,co2在溶劑中可能發(fā)生的反應(yīng):2co2+2e-+2li+li2co3+co;
氧在溶劑中的反應(yīng)為1/2o2+2e-+2li+li2o。
類似的反應(yīng)不可逆地消耗電解液中的鋰離子,從而失去電池容量。
D:制造過(guò)程中雜質(zhì)引起的微短路引起的不可逆反應(yīng)。這種現(xiàn)象是造成單體電池自放電較大的主要原因??諝庵械幕覊m或電極和隔膜上的金屬粉末會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部短路。在生產(chǎn)中不能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)無(wú)塵。當(dāng)灰塵不足以穿透隔膜,使正負(fù)極短路時(shí),對(duì)電池的影響很小。但當(dāng)灰塵嚴(yán)重到足以穿透隔膜時(shí),對(duì)電池的影響將非常明顯。由于存在穿透隔膜的“程度”,在測(cè)試大量電池的自放電率時(shí),往往發(fā)現(xiàn)大多數(shù)電池的自放電率集中在一個(gè)小范圍內(nèi),而只有少量電池的自放電率明顯偏高,且呈離散分布。應(yīng)該是有穿透隔膜的電池。
最后,需要注意的是,鋰離子電池的內(nèi)部副作用非常復(fù)雜。雖然文武查閱了一些資料,但由于能量水平有限,我們暫時(shí)只能分析這個(gè)水平。讓我們看看。
自放電試驗(yàn)方法:
一。測(cè)量電池?cái)R置一段時(shí)間后的容量損失:自放電研究的主要目的是研究電池?cái)R置后的容量損失。但由于以下原因,試驗(yàn)容量損失的實(shí)現(xiàn)存在許多困難:a.充電過(guò)程中的不可逆程度太大,即使充電后立即放電,放電容量/充電容量值也難以保證在100%+0.5%以內(nèi)。如此大的誤差需要很長(zhǎng)的測(cè)試間隔時(shí)間。這顯然不能滿足日常生產(chǎn)的需要。測(cè)試能力需要大量的人力物力。過(guò)程復(fù)雜,成本增加?;谝陨蟽蓚€(gè)考慮,電池的自放電標(biāo)準(zhǔn)一般不是“測(cè)量擱置后的放電容量與擱置前的充電容量損失”。
2.測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的k值:測(cè)量自放電程度的一個(gè)非常重要的指標(biāo)k值=ocv/t。k值的常用單位是mv/d,當(dāng)然,它與工廠自己的標(biāo)準(zhǔn)(或工廠老板的個(gè)人喜好)、電池的性能、測(cè)量條件等有關(guān)。k值的計(jì)算方法由于二次測(cè)量電壓簡(jiǎn)單,誤差小,所以k值是測(cè)量電池自放電的常規(guī)方法。以下文字可能會(huì)將k值與自放電混用,請(qǐng)注意。
















