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三元鋰離子電池容量為何會衰減

鉅大LARGE  |  點擊量:839次  |  2021年04月02日  

●陰極材料結構變化


正極材料是鋰離子的重要來源。當鋰離子從陰極除去時,金屬元素為了保持材料的中性狀態,必然會被氧化到高氧化態,這伴隨著成分的轉變。組分的改變容易導致相轉移和體相結構的改變。電極材料的相變會引起晶格參數的變化和晶格失配,由此出現的誘導應力會導致晶粒碎裂和裂紋的擴展,導致材料結構的機械損傷和電化學性能的退化。


三元鋰離子電池負極材料結構


商用鋰離子電池常用的正極材料有碳材料、鈦酸鋰等。電池充電狀態SOC描述剩余電池電量,是電池壽命過程中的重要參數。從充電角度含義sOC是指在電池的一定放電倍數的相同條件下,剩余電量與額定容量的比率。本文對一種典型的陽極石墨進行了分析。鋰離子電池的容量衰減首先發生在形成階段,這一階段在負極表面形成SEI,部分鋰離子被消耗。


●電解液的氧化分解和界面反應

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

電解質的性能對鋰離子電池的比容量、壽命、倍率充放電性能、工作溫度范圍和安全性能有顯著影響。電解液包括溶劑、電解液和添加劑三部分。溶劑分解,電解液分解會導致電池容量的損失。電解液分解和副反應是影響鋰離子電池容量衰減的重要因素。無論采用何種正極材料、何種工藝,隨著鋰離子電池的回收利用,電解液的分解以及正極材料之間的界面反應都會造成容量衰減。


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