2024-1-24
锂电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率和较轻的重量等优点，因此被广泛应用于移动设备、电动车辆、储能系统等领域。 锂电池老化原因分类与影响 1、锂电池老化原因分类 锂离子电池老化是受多种因素影响的复杂过程，包括电池组装方式、环境温度、充放电倍率和放电深度等。 容量和性能的衰退通常是由多种副反应共同作用的结果，涉及多个物理和化学机制。 在实际的锂离子电池老化过程中，不同组分会发生不同的副反应或相变过程，这些过程对容量衰退有不同的影响。 锂离子电池容量衰退的主要原因包括SEI膜生长、电解液分解、自放电、电极活性材料损失和集流体腐蚀。这些因素在锂离子电池老化过程中相互作用，导致容量衰退。 研究锂离子电池老化机理的挑战在于各种副反应的复杂耦合作用。 2、锂电池老化影响 锂离子电池老化会导致充放电性能下降、可用容量衰减和热稳定性下降等问题。充放电性能下降表现为充电时间延长、放电容量减少，限制了电池的使用时间和续航能力。 可用容量衰减意味着电池能够释放的能量减少，影响了电池的使用寿命。热稳定性下降会增加电池内阻，导致发热量增加，可能引发温度升高和热失控等安全问题。 此外，老化还会增加锂离子电池组内单体之间的不一致性，影响了电池组的整体性能和寿命。 锂电池容量衰退机理 1-析锂产生的容量衰退影响分析 负极析锂是锂离子电池中重要的老化原因，指的是锂离子从电解液沉积到负极表面的过程。 它导致活性锂离子的损失，降低电池的可用容量和性能。控制和减少负极析锂对于提高电池的寿命和安全性至关重要。 析锂导致不可逆的锂离子存量损失，降低了电池的可用容量。锂枝晶的生长是导致活性锂离子损失的主要原因，如图3所示，影响电池析锂的因素有很多。 一些研究者认为，锂离子在嵌入石墨负极时的速率过慢或传输至负极的速率过快都可能引发析锂现象。 此外，低温条件下工作时，锂离子的扩散速率变缓慢，而负极工作电位与析锂电位非常接近，因此更容易发生析锂。N/P值过小、局部电极极化以及几何不匹配等因素也可能导致析锂的发生。 析锂与电池老化密切相关。在电池内部存在缺陷的情况下，电极析锂更容易发生。随着电池老化，析锂现象加速，成为电池容量下降的主要原因之一。析锂会导致负极孔隙率下降和电解质电位梯度增大，进而加速电池老化。同时，锂沉积导致活性锂离子损失，影响电池性能，如图4所示。…
