鉅大LARGE | 點擊量:917次 | 2022年03月16日
什么是高倍率鋰離子電池?重要應用在什么領域?
高倍率電池一般指的是鋰電池,鋰離子電池是一種充電高倍率電池,它主要依賴鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間來回嵌入和脫嵌:充電池時,Li+從正極脫嵌,經由電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態;放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。是現代高機能電池的代表。
高倍率電流很大,基本就是幾秒鐘放完電的概念,在這幾秒鐘,鋰離子集中爆發的從負極中脫出來聚集在負極表面,而離負極較遠的電解液中,鋰離子的濃度很低,造成濃差極化,并且大電流情況下歐姆極化的副作用會被放大(工業上一般要控制在1.5mΩ以下),導致電池電壓瞬間下降至截止電壓,放電結束,然而容量并沒有發揮。再次就是由于放電時間短,鋰離子在電解液中的擴散速度有限。
然后說鋰離子在正極的嵌入,大量鋰離子瞬間在正極活性物質表面反應,導致材料表面最外層失活(已經不能接納鋰離子),由于時間較短,后續的鋰離子來不及遷移進活性物質深處。(這也解釋了為什么正負極需要和電解液充分接觸)
另外高倍率放電對材料的結晶度和結構的完整度要求很高,大電流也就意味著大的破壞度,材料的驟然收縮導致破壞晶型,以及活性物質和集流體的粘結牢固度。
所以高倍率的電池要求涂覆厚度較薄,壓實密度不能過大。但一味的求薄和小的壓實密度,就導致容量降低和循環壽命下降,這個度要長時間的摸索才能掌控。
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%
工業上需要實驗正負極材料的匹配問題,電解液的匹配問題和隔膜的匹配問題等,以求做出更好的電芯。電池看起來簡單,但是很多東西細研究很復雜。