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例举危害锂电池循环系统特性的要素

例举危害锂电池循环系统特性的要素

来源:
2021/10/25 16:50
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【摘要】:

  许多因素影响循环性能

  锂电池的循环性能非常重要。此外,从宏观上看,生命周期越长,资源消耗越少。因此,影响锂电池循环性能的因素是每一个锂电池行业从业者必须考虑的问题。以下是一些可能影响电池循环性能的因素,供您参考。

  材料类型:材料选择是影响锂电池性能的主要因素。循环性能差的材料选择,这个过程是合理和完美,不能确保电池的循环;选择一个更好的材料,即使后续制造一些问题,循环性能可能不是太坏太遥远(钴酸锂克只能打135.5 mah / g,而锂电池虽然1C减100以上但0.5C,500倍以上90%以上;电池取出后,电池负极上的黑色石墨颗粒正常循环。从材料的角度来看,全电池的循环性能是由正极和电解液的循环性能较差和负极和电解液的循环性能较差决定的。材料循环性能差可能是由于循环过程中晶体结构的快速变化和锂插层的不断完成造成的;一方面可能是由于活性物质及其对应的电解质不能与SEI膜活性物质和电解质发生致密均匀的过早副反应,从而导致电解质的过度消耗可能影响循环。在电池设计中,如果确定一极选择循环性能较差的材料,另一极不应选择循环性能较好的材料,这是一种浪费。

  正负电极压实:如果正负电极压实过高,可以提高电池的能量密度,但会在一定程度上降低材料的循环性能。从理论上讲,压实程度越大,对材料结构的破坏就越大,而材料结构是保证锂电池回收利用的基础;此外,正负密度高的电池很难保持高的液体滞留,这是细胞完成一个或多个正常周期的基础。

  水:过多的水会与正极和负极的活性物质发生反应,破坏其结构,影响循环。同时,过多的水分不利于SEI膜的形成。然而,虽然微量水很难去除,但微量水也能在一定程度上保证细胞的性能。不幸的是,文武本人在这方面几乎没有经验,也说不了多少。如果你感兴趣,你可以在论坛上搜索关于这个主题的信息。

  膜密度:考虑膜密度对单变量循环的影响几乎是一项不可能的任务。薄膜密度的不一致会导致容量或缠绕或分割的层数的差异。对于相同型号、容量和材料的电池,降低膜密度相当于增加一层或多层缠绕层或叠层,可以吸收更多的电解质,保证循环。考虑更多的胶片密度可以提高电池的性能,电池极片和裸烤除了水会更容易,当然,当薄膜涂层可能更难以控制的密度错误,活性物质在更大的粒子也可能导致负面影响涂料、滚动,更多的层意味着更多的箔和膜片,这意味着更高的成本和更低的能量密度。因此,评价也应该是平衡的。

  负过剩:产生负过剩的原因不仅是第一不可逆容量和涂层密度偏差的影响,而且与循环性能有关。在钴-石墨-锂体系中,负石墨往往是循环过程中的薄弱环节。如果负极过多而数量不足,电池可能无法在循环前将锂去除,但经过数百次循环后,正极结构不会有太大变化。然而,由于负极结构的破坏,无法完全接收来自正极的锂离子供应,导致容量过早降低。

  电解质用量:电解质用量不足对循环很重要,原因有三。一是注入量不足;二是注入量不足导致老化时间不足;三是正负极压实过度导致浸没不足;文武之前已经写过电解质损失对电池性能的影响,所以就不再赘述了。第三,正负电极之间,特别是负极与电解质之间相容性的微观表现是致密而稳定的SEI的形成,而右眼的可见表现不仅是循环过程中电解质的消耗率。一方面,不完整的SEI膜不能有效地防止负极与电解质发生副反应,从而消耗电解质。另一方面,SEI膜的缺陷部分会随着循环的进行而再生SEI膜,消耗可逆的锂源和电解质。无论是数百次还是数千次的细胞循环和细胞潜水,如果之前的电解质完全循环,循环后的电解质消耗,新的电解质持有量可能会在一定程度上提高其循环性能。

  试验的客观条件:充放电率、截止电压、限流电流、过充和充电试验、温度试验室、试验过程中突然中断、内阻试验点和电池间接触等外部因素或多或少影响循环性能的试验结果。此外,不同材料对上述客观因素的敏感性是不同的,因此在日常工作中有必要统一检测标准,了解常用和重要材料的特性。

  结论:就像枪管原理一样,在众多因素中,最终的决定因素是最短的木板。同时,这些影响因素也具有交互作用。在相同的材料和生产能力下,周期越高,能量密度越低,找到刚好能满足客户需求的,尽可能保证核心的一致性,是最重要的任务。

 

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