18650鋰電池容量衰減原因以及18650電池修復(fù)方法介紹
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-04-22 15:36
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隨著電池充放電循環(huán)次數(shù)的增加，在恒流充電過程中所獲得的容量隨著循環(huán)次數(shù)的增加呈現(xiàn)下降趨勢，相反，在恒壓充電過程中所獲得的補(bǔ)充充電容量卻不斷提高。這是由于，電池在循環(huán)過程中，內(nèi)阻不斷地上升，電池極化不斷增大，從而導(dǎo)致電池恒流段充電容量下降而恒壓段充電容量升高。
18650鋰電池的內(nèi)阻隨其開路電壓的升高而降低，隨循環(huán)次數(shù)的增大而顯著增大。在滿電（100%SOC）狀態(tài)下，從化成到200次循環(huán)以后，電池的內(nèi)阻升高，是電池容量衰減的原因之一。
18650鋰電池隨循環(huán)次數(shù)增加，電極與電解液界面上電荷遷移過程的電荷傳遞阻抗（R）顯著增大，這可能是由于正負(fù)極活性物質(zhì)上沉積了高阻抗的鈍化膜，以及鋰離子脫出/嵌入有效位置的減少導(dǎo)致的，而電荷傳遞阻抗的增大會導(dǎo)致電池動力學(xué)性能的下降，從而導(dǎo)致電池在長期循環(huán)過程中的容量衰減。
正負(fù)極容量衰減率相差不大，而隨著循環(huán)次數(shù)的增加，正負(fù)極的容量損失對于全電池容量損失的貢獻(xiàn)減小，而活性鋰離子的直接損失以及鋰離子在正負(fù)極之間遷移能力的下降對全電池容量衰減的貢獻(xiàn)提高。
循環(huán)前后18650鋰電池正極極粉的晶格常數(shù)及晶面與晶面的衍射峰強(qiáng)度。電池在循環(huán)前后，其正極材料物相、結(jié)構(gòu)均沒有發(fā)生變化，始終保持純的層狀LiCoO2晶相，循環(huán)200次以后，沒有雜相檢出，表明在循環(huán)過程中，正極材料沒有發(fā)生相變。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，晶格常數(shù)a值保持不變，而c值逐漸增大，這表明LiCoO，材料中的Li/Co比降低，即鋰離子的量下降，這表明鋰離子電池中的活性鋰離子減少。而kmy/lom的值逐漸減小，這表明隨循環(huán)次數(shù)增加，正極LiCoO2材料的層狀結(jié)構(gòu)規(guī)整程度下降，Li”、Co*離子混排度提高網(wǎng)。這可能導(dǎo)致Li一嵌入脫出受到阻礙，從而導(dǎo)致容量的損失。
18650鋰電池循環(huán)前后電池負(fù)極的XRD譜圖，說明電池在循環(huán)前后，其負(fù)極材料物相、結(jié)構(gòu)均沒有發(fā)生變化，始終保持石墨晶相，循環(huán)200次以后，沒有相變發(fā)生，衍射峰強(qiáng)度有所下降。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，晶格常數(shù)變化不大，om值逐漸增大。利用Mering-Maire公式（也稱富蘭克林公式）計(jì)算負(fù)極材料的石墨化度：
G=（0.3440-dom）/（0.3440-0.3354）?00%。式中G為石墨化度，%；0.3440為完全非石墨化炭的層間距，nm，0.3354為理想石墨晶體的層間距，即為六方晶系石墨c軸點(diǎn)陣常數(shù)的1/2，nm，oa為碳材料（002）晶面的晶面間距，nm。計(jì)算可知，從化成電池到200次循環(huán)以后電池，負(fù)極材料石墨化程度由87.2%下降到75.6%。負(fù)極材料石墨化程度的下降會增大Li+插入、脫插的阻力，進(jìn)而導(dǎo)致容量的損失。
18650電池出故障后的修復(fù)方法有哪些呢？
18650鋰電池
1、18650鋰電池表面有鐵銹的修復(fù)方法：長時(shí)間使用的鋰電池的金屬表面會有一定程度的氧化，導(dǎo)致電池電極生銹，使得電池與用電設(shè)備導(dǎo)線接觸不好，鋰電池使用時(shí)間變短，而用橡皮棕或其他清潔工具可擦除表面的生銹物質(zhì)，可以降低電路電阻，提高導(dǎo)電率。
2、冷熱交替法修復(fù)18650鋰電池：低溫能使鋰電池內(nèi)部的電解液發(fā)生變化，促進(jìn)剛剛經(jīng)過冷凍的電池發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鋰電池的使用過程其實(shí)是一個(gè)充放電過程。在這期間，18650電池內(nèi)的陰電荷和陽電荷相互交撞。電池之所以會越來越不經(jīng)用，是因?yàn)樵谡５氖覝叵?，電子?nèi)部的動能比較大，因而電池處于活躍狀態(tài)，漏電情況相對頻繁。而將鋰電池放入低溫環(huán)境里，鋰電池表面的鋰膜與電解液的微觀結(jié)構(gòu)，以及它們的交界面都會發(fā)生明顯變化，導(dǎo)致電池內(nèi)部暫不活躍，漏電流減少。所以再次充電后，電池容量可以一定程度的恢復(fù)。
18650鋰電池的循環(huán)使用壽命約600多次。如果充電次數(shù)多了，分子的熱運(yùn)動會使其內(nèi)部分子排列微觀結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，存儲電荷效率會漸漸降低。而“冷凍的過程容易破壞電池原來的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，短時(shí)間內(nèi)或許可以增加充載電荷的能力，但長期使用未必有效。18650鋰電池內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)一旦被破壞，再要完全恢復(fù)過來是不可能的，長期使用這種方法會加速電池的損壞。
3、深度放電法修復(fù)電池：對手機(jī)進(jìn)行深度放電，就是通過耗盡內(nèi)部電能，來達(dá)到更深程度的再充電，這需要采用一些非常規(guī)的方法。想辦法將18650電池與一個(gè)1.5V小燈泡相連，鋰電池內(nèi)部的電量會傳輸?shù)叫襞萆?，直到全部都放光。電池需要通過較低的電壓慢慢耗盡電能。放完電后，再次充電的電池可以使用更長時(shí)間。
4、高壓充電方法修復(fù)電池：用鋰電池高壓充電器（5V，300MA）充電5分鐘，充電器可以是手機(jī)充電器、充電頭，但是不能用萬能充電器，因?yàn)槿f能充電器要識別電壓，五分鐘后，再次測試電池電壓V，如果電壓升到1V，繼續(xù)充電（每隔5分鐘一測電壓）。充電到3V，恭喜你！你的電池可以用萬能充充電了，萬能充這時(shí)候會識別你的電池。
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