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锂电池电量衰减原因分析

2022.9.21

  1、正、负极材料脱落和老化

  电池在不断的充放电过程中正负极会不断进行收缩和膨胀变化,不可避免的会产生正负极材料在集流体上的脱落,使得可嵌入Li+的晶格数量下降,从而影响了电池容量。随着使用次数的上升,这个是无法避免的。

  2、产生析锂(过流、低温)

  当电池超过可承受的倍率电流运行的时候,大量的Li+来不及嵌入电极,导致在电极表面大量的Li+堆积,最终在电极表面形成了金属锂枝晶。Li+变少了,电池容量自然降低。

  3、隔膜损伤(高温)

  首先电池电极表面一旦存在金属锂枝晶,则就有可能刺穿隔膜,引发正负极的短路。除此之外隔膜在高温环境下会分解和收缩,这种情况下也会引起短路。而一旦正负极短路,那么电子就无需通过外部电路即可到达正极,那么电池的整个电化学反应就失控了,产生过流、过温的现象从而进一步损伤电池,并引起热失控等更严重的问题。

  4、电解液的损耗和分解(过压、欠压)

  电池电解液的配方是根据该电池的电压工作区间确定,因此不合理的使用电池(过压欠压)也会造成电解液的分解。例如当电池过充时,即正极材料化合价升高(过多失去电子),此时正极材料还原性很强,就容易通过与电解液发生反应来得到电子,反应不仅消耗了电解液和正极材料,同时还会生成气体引发机械形变和漏液的隐患。

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