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关于锂电池注液量多少的分析

2022.8.31

  电解液量关于电池在不同倍率下的可逆容量和能量密度的影响,理论上电解液只要填充掉电极和隔膜中所有的孔隙就可以,但是实际由于电极和隔膜之间仍然存在一定的间隙,电池实际需求的电解液量要大于1,我们看到当电解液体积比系数从0.6提高到1.2,电池在0.1C的可逆容量也在新增,但是继续新增注液量后电池的容量没有显著的新增,但是随着电解液数量的新增,电池的能量密度在不断降低。

  注液量电池在1C循环过程中不同倍率容量衰降情况,从图中能够注意到注液量比较少的0.6和0.8在经过50次循环后,可逆容量就发生了显著的衰降,特别是注液量最少的0.6电池的衰降尤为严重,这重要是由于电解液数量不足引起的浸润不充分造成,但是当电解液数量过多,达到1.6-1.8时,我们也能够同样观察到电池的衰降显著新增,作者认为这可能是由于电解液中过量的VC添加剂造成的。

  注液量的电池在不同寿命阶段的放电曲线,能够帮助我们更好的了解锂损失和电解液不足的影响,在循环第一周时,我们能够看到此时基本上没有Li损失,因此电解液量对电池性能的影响占主导地位,因此电池注液量越多,则电池的电压平台越高,电池容量越大。在经过100次循环后,注液量为0.6的电池已经失去了放电能力,注液量较多的电池(1.6和1.8)虽然在放电的前期仍然维持了较高的电压,但是放电后期电压快速衰降,因此电池的容量也较低,与注液量为0.8的电池的容量接近,注液量较多的电池损失的可逆容量可能来自于活性Li的损失,而注液量中等的电池(1.2和1.4)则仍然维持了较高的容量。但是在经过500次循环,虽然注液量为1.4的电池容量仍然最高,但是在放电的初期相比于电解液量较多的电池仍然出现了较多的电压衰降。

  注液量的电池恒压充电容量在电池容量中的占比,电池恒压充电容量占比重要反应电池充电过程中的极化情况,电池极化越大,则更早的进入到恒压充电阶段,因此恒压充电容量占比也就更大,因此我们从下图能够看到关于所有的电池充电倍率越大,则电池极化越大,恒压充电容量占比也就越高。从下图中我们能够看到电池的注液量越多则电池恒压充电容量占比越低,极化越小。

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