鋰電池衰退的真正主要原因是什么你知道嗎?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-19 16:00
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鋰電池主要是通過電池內(nèi)部的電極氧化反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能從而推動(dòng)車輛行駛。而鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由正極和負(fù)極材料組成,當(dāng)然也包括電解液。在電池每次充放電的時(shí)候,電池內(nèi)部的電池材料會(huì)產(chǎn)生晶體,從而引起電池內(nèi)部的性能下降。
二、實(shí)際使用中電池狀態(tài)
新能源車在路上行駛,并且要經(jīng)過無數(shù)次的充放電。所以影響電池衰退的原因還有許多,有充放電的電壓,包括電池充分的功率以及外部的溫度都會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生影響。
三、電池衰退怎么辦?
新能源車型的電池的衰退現(xiàn)象在目前來說沒有辦法避免。所以消費(fèi)者在經(jīng)過一段時(shí)間的行駛之后,需要回到廠商進(jìn)行電池的更換。鋰電池主要是通過內(nèi)部電極氧化反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的,鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)由電池的正極和負(fù)極材料以及電解液所構(gòu)成的,當(dāng)電池反復(fù)的充放電的時(shí)候,電池內(nèi)部的電機(jī)會(huì)使電池本體材料電極會(huì)產(chǎn)生晶體,引起電池內(nèi)部導(dǎo)電性能下降,也就是鋰離子的活性出現(xiàn)了下降,那么從而就會(huì)導(dǎo)致它的阻值增加,最后會(huì)影響到電池容量的衰減,其實(shí),從實(shí)際的環(huán)境來看的話,影響到電池衰退,有充放電的電壓,甚至是包括電池的充放電的功率以及環(huán)境的溫度。
目前,新能源汽車電池主要使用的是三元鋰電池,那么對(duì)于三元鋰電池來腳最大的點(diǎn)就是會(huì)怕環(huán)境的高溫,從而會(huì)影響到它的使用的壽命,當(dāng)然了,這個(gè)也會(huì)影響到能量密度,正在電動(dòng)汽車做功的功率上面來講,產(chǎn)生電池衰退主要是由于車輛在使用的過程當(dāng)中,為滿足不同的駕駛工況而采用不同的充放電倍率,充放電倍率越大,電池容量衰減的越快,其實(shí)也主要就是由于材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變,使得其內(nèi)部的離子擴(kuò)散變得相對(duì)來說比較困難。
對(duì)于電池來講,內(nèi)阻不一致的話,就會(huì)是他內(nèi)部的電流電壓分配不均勻,從而會(huì)導(dǎo)致局部的單個(gè)電池出現(xiàn)欠壓的一種情況,綜合來看的話,影響動(dòng)力電池組壽命的因素,其實(shí)還是非常多的,當(dāng)然各種因素也都是相互影響著,目前的鋰離子動(dòng)力電池的衰退也是不可避免的情況,隨著對(duì)動(dòng)力電池的技術(shù)不斷的提高,解決電池容量衰退的相關(guān)問題用以延長動(dòng)力電池的使用壽命顯得十分重要。當(dāng)然,這對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展來說也是至關(guān)重要的??茖W(xué)家們利用這些技術(shù)發(fā)現(xiàn),第一次放電時(shí),磁鐵礦完全分解成金屬鐵納米顆粒和氧化鋰。但在接下來的充電過程中,這種轉(zhuǎn)化反應(yīng)并不是完全可逆的,金屬鐵和氧化鋰的殘留物仍然存在。此外,磁鐵礦原始的“尖晶石”結(jié)構(gòu)在帶電狀態(tài)下演化為“巖鹽”結(jié)構(gòu)(在兩種結(jié)構(gòu)中,鐵原子的位置并不完全相同)。在隨后的充放電循環(huán)中,巖鹽氧化鐵與鋰相互作用,形成氧化鋰與金屬鐵納米顆粒的復(fù)合物質(zhì)。因?yàn)檗D(zhuǎn)化反應(yīng)不是完全可逆的,這些殘余產(chǎn)物會(huì)逐漸積累起來??茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn),電解質(zhì)(使鋰離子在兩個(gè)電極之間流動(dòng)的化學(xué)介質(zhì))在隨后的循環(huán)中會(huì)分解。
在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,科學(xué)家們提出一種儲(chǔ)能能力衰退的解釋。CFN電子顯微鏡小組的科學(xué)家、共同首席作者Sooyeon Hwang說,“由于氧化鋰的電子導(dǎo)電性較低,它的積累會(huì)對(duì)在電池正負(fù)極之間穿梭的電子形成屏障,我們把它叫做內(nèi)部鈍化層。同樣,電解質(zhì)分解也會(huì)形成表面鈍化層,阻礙離子傳導(dǎo)。這些障礙累積起來,阻礙電子和鋰離子到達(dá)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的活性電極材料。”
科學(xué)家們指出,在低電流下運(yùn)行電池,可以通過減慢充電速度,恢復(fù)部分容量為電子傳輸提供足夠的時(shí)間;然而,要徹底解決這一問題,還需要其他方案。他們認(rèn)為,在電極材料中添加其他元素和改變電解質(zhì),可以改善容量衰減。
















