老化制度對鋰電池性能的影響因素主要有哪些
來源:寶鄂實業(yè)
2019-10-02 19:46
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一、三元或磷酸鐵鋰正極/石墨負極鋰電池
對于三元作為正極材料,石墨作為負極材料的鋰電池來說,鋰離子電池的預充化成階段會在石墨負極的表面形成一層固態(tài)電解質膜(SEI),此種膜的形成電位約在0.8V左右,SEI允許離子穿透而不允許電子通過,由此在形成一定厚度后會抑制電解液的進一步分解,可以起到防止電解液分解引起的電池性能下降。但是化成后形成的SEI膜結構緊密且孔隙小,將電池再進行老化,將有助于SEI結構重組,形成寬松多孔的膜,以此提高鋰電池的性能。三元/石墨鋰電池的老化一般選擇常溫老化7天-28天時間,但是也有的廠采用高溫老化制度,老化時間為1-3天,所謂的高溫一般是38℃-50℃之間。高溫老化只是為了縮短整個生產周期,其目的和常溫老化一樣,都是讓正負極、隔膜、電解液等充分進行化學反應達到平衡,讓鋰電池達到更穩(wěn)定的狀態(tài)。
二、鈦酸鋰負極鋰電池
俗稱的鈦酸鋰電池是負極采用了鈦酸鋰的電池,正極材料主要還是三元、鈷酸鋰等材料。鈦酸鋰電池與石墨負極電池的不同之處是鈦酸鋰的嵌鋰電位是1.55V(相對于鋰金屬),高于SEI形成的0.8V,所以充放電過程中不會形成固態(tài)電解質膜(SEI)也不會形成枝晶鋰,從而具有更高的安全性。這就意味著鈦酸鋰充電過程中,不斷的有電子與電解液發(fā)生反應,生成副產物及產生氫氣、CO、CH4、C2H4等氣體,會導致電池的鼓包。鈦酸鋰的鼓包問題主要得依靠材料性質的改變來緩解,例如材料表面包覆、改變粒徑分布,找到合適的電解液等。此外,通過優(yōu)化預充、化成、老化的制度也可以適當減輕鈦酸鋰鼓包現(xiàn)象。鈦酸鋰電池的老化制度一般首選高溫老化制度,老化溫度采用40℃-55℃,老化時間一般是1-3天,老化之后需要進行負壓排氣。進行多次高溫老化,使電池內部水分充分反應,將氣體排出后可以有效抑制鈦酸鋰電池的脹氣問題,提高其循環(huán)壽命。












