影響鋰電池組循環(huán)壽命的因素分析
來源：寶鄂實業(yè)
2021-03-21 16:55
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1. 設(shè)計制造工藝
材料的選擇是電池設(shè)計中最重要的因素。不同的材料有不同的性能特點，開發(fā)的電池性能也不同。正負(fù)材料匹配良好的循環(huán)性能，電池的循環(huán)壽命長。一般來說，在設(shè)計和裝配過程中，一般要求負(fù)極相對于正極的容量要過大。如果不過量，負(fù)極在充電過程中會析出鋰，形成鋰枝晶，從而影響安全性。負(fù)極相對于正極太多，正極可能會過度譫妄，造成結(jié)構(gòu)崩潰。
單位體積或單位質(zhì)量電池釋放的能量量。
如果是單位體積，即體積能量密度（Wh/L），很多地方直接稱為能量密度;
如果是單位質(zhì)量，它是質(zhì)量能量密度（Wh/kg），在許多地方也被稱為雙能。
如果鋰電池重 300g，額定功率為 3.7V，容量為 10Ah，其比功率為 123 Wh/kg
電解液的種類和注入的液體量也影響電池的壽命。鋰電池組的制造工藝包括:正負(fù)配料、涂布、生產(chǎn)、纏繞、外殼、注液、密封、成型等。在電池制造工藝中，每一步的工藝流程都是非常嚴(yán)格的。任何過程沒有得到很好的控制都可能影響電池循環(huán)的性能。
2、鋰電池材料老化下降
鋰電池組的充放電循環(huán)是鋰離子通過電解液在正極和負(fù)極材料之間進(jìn)行拆解和來回移動的過程。在鋰電池組的循環(huán)過程中，除了正負(fù)極的氧化還原反應(yīng)外，還有許多副反應(yīng)。如果能將鋰電池的副反應(yīng)降低到一個較低的水平，使鋰離子通過電解液始終平穩(wěn)地在正極材料和負(fù)極材料之間往返，就可以增加鋰電池的循環(huán)壽命。
正負(fù)集電極的性能也會影響電池的容量和循環(huán)壽命。鋁和銅常用作鋰電池組正負(fù)電極的集電極材料。兩者都是易腐蝕的金屬材料。集電極被腐蝕后，鈍化膜、附著力差、局部腐蝕(點蝕)、全腐蝕都會增加電池內(nèi)阻，導(dǎo)致容量損失，放電效率降低。通過酸堿腐蝕和導(dǎo)電涂層可提高附著力和耐腐蝕性。
3.充放電系統(tǒng)在循環(huán)過程中
鋰電池組的使用過程就是充放電循環(huán)的過程。充放電系統(tǒng)，如充放電電流的大小、充放電截止電壓的選擇以及充放電方式的采用，對鋰電池的循環(huán)壽命也有非常重要的影響。盲目增加電池的工作電流，增加充電截止電壓，降低放電截止電壓，會降低鋰電池組的性能。
不同電化學(xué)系統(tǒng)的鋰電池有不同的充放電截止電壓。鋰電池在充電過程中，超過充電截止電壓就會發(fā)生過充。當(dāng)鋰電池過充時，來自正極的多余鋰離子將沉積或嵌入負(fù)極。所沉積的活性鋰容易與溶劑發(fā)生反應(yīng)并放熱，從而提高電池溫度。當(dāng)鋰電池的放電電壓低于放電截止電壓時，就會發(fā)生過放電。
在過放電的過程中，鋰離子會從負(fù)極被過度去除，很難嵌入到下一個電荷中。鋰電池在過放電后的循環(huán)中，放電容量和充放電效率大大降低。此外，鋰電池在高電流條件下很可能熔化，設(shè)備部件也可能損壞。
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