影響鋰離子電池包循環(huán)壽命因素分析
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2022-01-03 18:49
點(diǎn)擊量：次
1、設(shè)計(jì)和制造工藝
在電池設(shè)計(jì)過程中，材料的選擇是最重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好，電池的循環(huán)壽命才會長。一般來說，設(shè)計(jì)裝配過程中一般要求負(fù)極容量相對正極過量一些，假如不過量，在充電過程中負(fù)極會析出鋰，形成鋰枝晶從而影響安全性。負(fù)極相對正極過量太多，正極可能過度脫鋰，造成結(jié)構(gòu)坍塌。
電解液的種類和注液量也影響著電池壽命。鋰離子電池包的制造工藝流程重要包括：正負(fù)極配料、涂布、制片、卷繞、入殼、注液、封口、化成等。在電池生產(chǎn)過程中，對每一步的流程都要求非常嚴(yán)格。任何一個流程沒有控制好都有可能影響電池循環(huán)性能。
2、鋰離子電池材料老化衰退
鋰離子電池包充放電循環(huán)的過程即為鋰離子通過電解液在正負(fù)極材料之間來回脫嵌、移動的過程。在鋰離子電池包循環(huán)過程中，除在正負(fù)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)外，還存在大量副反應(yīng)。假如能將鋰離子電池的副反應(yīng)降至低水平，使鋰離子通過電解液始終能順暢地往返于正負(fù)極材料之間，就能使鋰離子電池的循環(huán)壽命得以新增。
正負(fù)極集流體的性質(zhì)也會影響電池的容量和循環(huán)壽命。鋰離子電池包正、負(fù)極常用的集流體材料分別為鋁和銅，二者都是易腐蝕的金屬材料。集流體被腐蝕后形成鈍化膜、粘附性差、局部腐蝕(點(diǎn)蝕)和全面腐蝕都會使電池內(nèi)阻新增，導(dǎo)致容量損失和放電效率降低?？赏ㄟ^酸- 堿浸蝕、導(dǎo)電包覆等預(yù)處理方法增強(qiáng)其粘附性和耐腐蝕性。
3、循環(huán)過程中充放電制度
鋰離子電池包的使用過程即充放電循環(huán)的過程，充放電電流的大小、充放電截止電壓的選擇及采用何種充放電方式等充放電制度，對鋰離子電池的循環(huán)壽命也有很重要的影響。凡盲目增大電池的工作電流、新增充電截止電壓、降低放電截止電壓等都會使鋰離子電池包性能下降。
不同電化學(xué)體系的鋰離子電池的充放電截止電壓不同。在鋰離子電池充電過程中凡超過充電截止電壓就認(rèn)為發(fā)生了過充電。鋰離子電池過充時，從正極上脫出的過量的鋰離子會沉積或嵌入到負(fù)極上，沉積的活性鋰易與溶劑反應(yīng)，放出熱量使電池溫度升高。當(dāng)鋰離子電池的放電電壓低于放電截止電壓時，就形成了過放電。
在過放電的過程中，鋰離子從負(fù)極上會過度脫出，下次充電時再嵌入會比較困難。鋰離子電池在過放電以后的循環(huán)過程中放電容量、充放電效率大為降低。另外，鋰離子電池極可能會在大電流條件下熔斷，設(shè)備元件也可能會被損壞。
4、鋰離子電池使用環(huán)境
鋰離子電池包的使用環(huán)境對其循環(huán)壽命影響也是非常重要的。其中，環(huán)境溫度是十分重要的因素。環(huán)境溫度過低或過高都會影響鋰離子電池的循環(huán)壽命。
常規(guī)的鋰離子電池工作溫度：-20℃~60℃，不過一般低于0℃后鋰離子電池性能就會下降，放電能力就會相應(yīng)降低，所以鋰離子電池性能完全的工作溫度，常見是0~40℃。一些特殊環(huán)境要求的鋰離子電池溫度就各有不同了，另外注意通風(fēng)良好，利于散熱，并保持環(huán)境的清潔。
高溫下鋰離子電池的充放電循環(huán)是不穩(wěn)定，高溫導(dǎo)致電池的電極電化學(xué)極化加劇和氣體的出現(xiàn)，造成鼓脹現(xiàn)象，同時電荷傳輸電阻新增，離子傳輸動力學(xué)性能降低。低溫下恒壓充電時間新增，充電性能也明顯惡化。使用鋰離子電池的設(shè)備在運(yùn)輸或正常工作的情況下，有可能會經(jīng)受振動、沖擊、碰撞等條件的考驗(yàn)。某些鋰離子電池在與系統(tǒng)通信時進(jìn)行充放電并根據(jù)一定頻率接收數(shù)據(jù)信息。
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)，請聯(lián)系刪除。
