鋰電池會隨著使用次數(shù)增加而最大容量下降你知道是為何嗎
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-18 15:24
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內(nèi) 因
（1）在電極方面，反復充放電使電極活性表面積減少，電流密度提高，極化增大；活性材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；活性顆粒的電接觸變差，甚至脫落；電極材料(包括集流體)腐蝕；
現(xiàn)階段常用電池負極為石墨，正極是LiCoO2，LiFePO4以及LiMn2O4等，電池放點初期電解液會在電極表面形成一層SEI（固態(tài)電解質(zhì)）膜，其成分主要是ROCO2Li（EC和PC環(huán)狀碳酸酯還原產(chǎn)物）、ROCO2Li和ROLi（DEC和DMC等鏈狀碳酸酯的還原產(chǎn)物）、Li2CO3（殘余水和ROCO2Li反應產(chǎn)物），若用LiPF6時，殘余的HF會與SEI中ROCO2Li，使SEI中主要是LiF和ROLi。
SEI是Li+導體，脫嵌鋰時碳電極體積變化很小，但即使很小，其產(chǎn)生的內(nèi)應力也會使負極破裂，暴露出來新的碳表面再與溶劑反應形成新的SEI膜，這樣就造成了鋰離子和電解液的損耗，同時，正極材料活性物質(zhì)膨脹超過一定程度也會形成無法修復的永久性結(jié)構(gòu)觸損耗，這樣正極和負極的不斷損耗造成了容量的不斷衰減；再者，增加的SEI膜會造成界面的電阻層架，使電化學反應極化電位升高，造成電池性能衰減
在電極中，隨著充放電反應的進行，黏結(jié)劑的性能也會逐步下降，，黏結(jié)強度降低，使電極材料脫落；
銅箔和鋁箔是常用的負極和正極集流體，兩者都容易發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物聚集在集流體表面成膜，增加內(nèi)阻，銅離子還能形成枝晶，穿透隔膜，使電池失效。
（2）在電解質(zhì)溶液方面，電解液或?qū)щ婝}分解導致其電導率下降，分解物造成界面鈍化；
鋰離子電池液體電解質(zhì)一般由溶質(zhì)（ 如LiPF6、LiBF4、LiClO4等鋰鹽）、 溶劑和特種添加劑構(gòu)成。電解質(zhì)具有良好的離子導電性和電子絕緣性，在正負極之間起著輸送離子傳導電流的作用。鋰離子電池在第一次充放電、過充和過放時以及長期循環(huán)之后，電解質(zhì)會發(fā)生降解作用，并伴有氣體產(chǎn)生，氣體的組成較為復雜，還無法通過某種反應在電池內(nèi)加以消除。隨著電池充放電次數(shù)的增加。由于電極材料氧化腐蝕會消耗掉一部分電解液，導致電解液缺乏，極片不能完全清潤到電解液，從而電化學反應的不完全，使得電池容量達不到設計要求。
（3）隔膜阻塞或損壞，電池內(nèi)部短路等
隔膜的作用是將電池正負極分開防止兩極直接短路。在鋰離子電池循環(huán)過程中，隔膜逐漸干涸失效是電池早期性能衰退的一個重要原因。這主要是由于隔膜中電解液變干使溶液電阻 增大，隔膜電化 學穩(wěn)定性和機械性能，以及對電解質(zhì)浸潤性在反復充電過程中變差造成的。由于隔膜的干涸，電池的歐姆內(nèi)阻增大，導致放電不完全，電池反復受到大容量過充，電池容量無法回復到初始狀態(tài)，大大降低了電池的放電容量和使用壽命。
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外 因
（1）快速充放電
快速充電時，電流密度過大，負極嚴重極化,，鋰的沉積會更明顯，使在銅箔與碳類活性物質(zhì)邊界處的銅箔脆化，極易產(chǎn)生裂縫。電芯自發(fā)卷繞受到固定空間的限制，銅箔無法自由伸展產(chǎn)生壓力，在壓力的作用下，原有的裂縫擴散生長，因擴展空間不夠，銅箔發(fā)生斷裂。
（2）溫度
在明顯高于室溫的情況下，有機電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性成為首先要考慮的問題，這全要包括有機電解質(zhì) 自身熱穩(wěn)定性以及 電極隋機電解質(zhì)相互作用的熱穩(wěn)定性兩個方面。一般認為，正極/有機電解質(zhì)的反應對鏗離子電池安全性 的影響是主要因素。因為正極、電解質(zhì)的反應動力學非?？?，故控 制著整個電池耐熱性能 。如果電池的環(huán)境溫度足以引起正極電解質(zhì)反應，就會導致電池的熱失控狀態(tài)，甚至起火、爆炸。放電電流的大小直接影響鋰離子電池的放電容量，在大電流放電時不僅存在嚴重的電解質(zhì)界面極化，還有活性體即嵌入離子及在電極中的擴散極化。
（3）長期深度充放點
放電要轉(zhuǎn)入從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說，一是會造成電解液過度揮發(fā)，二是鋰電池的負極過度反應使其介質(zhì)膜發(fā)生變化造成脫嵌能力下降，形成容量的永久性損失；充電主要從電壓穩(wěn)定性和到深夜電網(wǎng)電壓升高，本已經(jīng)停止充電的充電器，電壓升高后，又會繼續(xù)充電，造成電池過充電導致正極材料結(jié)構(gòu)變化容量損失，分解放氧與電解液劇烈氧化反應進而燃燒爆炸；電解液有機溶劑/電解質(zhì)鋰鹽分解；負極析鋰過放可能導致負極銅集電極溶解，正極形成銅枝晶。
（4）震動和沖撞
一般是工藝原因，如焊接牢固與否，內(nèi)部電路是否設計合理等有關。
