簡(jiǎn)述電池壽命的影響因素
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-10-16 13:06
點(diǎn)擊量：次
1.溫度
溫度可以說是鋰電池的最主要影響因素，上面也說到鋰電池是電化學(xué)電源，內(nèi)部有復(fù)雜的電化學(xué)過程，而溫度是絕大部分化學(xué)反應(yīng)過程活躍程度的決定因素。
高溫，電化學(xué)反應(yīng)更活躍，電池在性能上有更好的表現(xiàn)，比如放電能力增強(qiáng)，內(nèi)阻減小等。但是高溫會(huì)使得電解質(zhì)與正負(fù)極材料之間的副反應(yīng)加劇，加快消耗電解質(zhì)，正負(fù)極材料與鋰離子，這種損失是永久的，會(huì)造成電池容量的衰減以及內(nèi)阻的上升。
低溫遇高溫相反，副反應(yīng)水平低，而電池內(nèi)部化學(xué)活性也降低，活性物質(zhì)的單點(diǎn)能力也會(huì)降低。如果這種情況大電流放電，電極材料由于無法達(dá)到負(fù)載要求，會(huì)造成陰極材料結(jié)構(gòu)破壞；低溫大電流充電，則可能產(chǎn)生析鋰，枝晶生長問題。
2.電壓
過壓充電是鋰電池非正常衰減的主要原因之一。
循環(huán)壽命和充電截止電壓的關(guān)系
上圖是一種三元鋰電芯的充電截止電壓與循環(huán)壽命的關(guān)系曲線，不難發(fā)現(xiàn)，0.15V的電壓差所造成的電池壽命影響很大。
外加電壓過高，高于電解液能夠承受的電壓窗口，會(huì)加劇電解液的分解過程，分解產(chǎn)物同樣包含可燃?xì)怏w，損害電解液的導(dǎo)電能力。而過電壓充電，對(duì)于電池陽極來說，就是想把過多的鋰離子塞進(jìn)它那有限的空間，可能被擠爆，或者道路被卡死；而對(duì)陰極來說，過多的鋰離子都被驅(qū)使著離開陽極晶格結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響，造成局部坍塌。過量的鋰離子在陽極，無法嵌入，則會(huì)沉積在電極表面，形成枝晶生長。
3.電流
電流過大分為充電電流過大以及放電電流過大兩種。
充電電流過大，充電，是鋰離子脫離正極晶格嵌入石墨層狀結(jié)構(gòu)的過程，快速脫離晶格會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成沖擊，想要快速嵌入陽極，擴(kuò)散速率跟不上，則會(huì)出現(xiàn)鋰單質(zhì)在陽極表面沉積。
大電流充放電過程中造成鋰離子損失，體現(xiàn)在壽命參數(shù)上，就是可用容量的衰減和充放電電阻的上升。電極結(jié)構(gòu)的損壞帶來容量損失。
當(dāng)電池的放電電流過大，大量鋰離子需要短時(shí)間通過SEI膜，可能造成膜層結(jié)構(gòu)的大規(guī)模破損，這會(huì)帶來舊的膜層的脫落，進(jìn)而是一次大規(guī)模的修復(fù)過程，也是消耗大量鋰離子的過程。大量鋰離子來到陰極，想要短時(shí)間內(nèi)擠進(jìn)晶格中，擴(kuò)散速度跟不上，則會(huì)造成通道阻塞，晶格結(jié)構(gòu)受到?jīng)_擊。
大的放電電流帶來的熱效應(yīng)，則會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展大電流放電的影響范圍。散熱能力跟不上，電池溫升過高，電解質(zhì)的分解，隔膜融化都可能接連發(fā)生，因而電流對(duì)壽命的影響除了鋰離子對(duì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的沖擊，主要的是通過熱的作用顯現(xiàn)的。因而，電池系統(tǒng)散熱能力不同，同樣的大電流，對(duì)壽命的影響就很不相同。
聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布的文章，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
