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不同化成条件对锂电池性能的影响分析

2023.3.22

化成电流密度:电流密度大,晶核形成速度快,会导致SEI膜的结构疏松,且在负极表面附着不牢固。相反,低电流密度下,晶核形成速度慢,则SEI膜的结构更加致密。但是,结构疏松的SEI膜可以浸润更多的电解液,从而使大电流密度下形成的SEI膜的离子导电率大于在低电流密度下形成的SEI膜。(引自:杨娟,锂离子电池化成条件对化成效果的影响)

化成截止电压:闻人红雁等人发现,随着充电的进行,电池内部电压升高,同时伴随着气体产生。一旦产气速率高于注液孔的排气速率,气体就会在电池内部的隔膜间聚集,导致隔膜与负极表面接触不均匀,从而影响锂离子在负极表面的嵌入过程,使得电化学反应过程中锂离子在负极表面不均匀分布,造成金属锂或锂的化合物在负极表面沉积。所以,适当降低化成电压可以提高电池的首次充放电效率,降低电池内阻,改善电池循环性能。Kim等人发现,电压越高,电解液越不稳定,会有更多的锂供还原反应使用,降低了锂电池的锂含量。在实际生产中,降低化成电压还可以减少化成时间,节约电力成本、提高生产效率。(引自:杜强,锂离子电池SEI膜形成机理及化成工艺影响)

化成温度:温度一方面影响生成 SEI 膜生成速率及组成;另一方面,高温下SEI膜的部分组分会发生分解,造成SEI膜破裂,会进一步消耗锂来生成新的SEI膜。

外加压力:化成过程中会产生气体,如果气体没有及时排除,则会增加锂离子传输距离,阻抗增大,造成电池充电容量降低。若充电中间加上合适的滚压压力,则可以帮助消除气体,不仅能提高电池化成容量,而且电池的倍率和循环性能也明显提高。(引自:杨娟,锂离子电池化成条件对化成效果的影响)(小编认为,负压化成可同样解决该问题)


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