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锂离子电池性能下降的原因有哪些?

奥门免费资料大全2022-05-19

锂离子电池

锂离子电池的电解质与其它电池的有所不同,一般而言电解质是稳定的,但锂离子电池是特殊的。在阳极上形成钝化膜称为固体电解质界面(SEI),其主要目的是将阴阳两极隔开,但离子仍能通过。薄膜不仅能让电池系统稳定,而且还能延长锂离子电池的使用寿命,但会对电池的容量造成一定的影响,因为电解质氧化是在阴极上发生的,其会永久降低电池容量。

为了防止膜变得过于严格,添加剂与SEI层形成期间消耗的电解质混合。在进行评估时很难跟踪它们的存在。这使得添加剂包括其成分和使用量,都成为了商业机密。添加剂为碳酸乙烯(VC),这种化学物质提高了锂离子的循环寿命,特别是在高温度的环境下,根据使用和寿命的不同,它具有较低的内阻。

对于大多数商用锂离子电池,SEI层会在电池温度为75-90°C(167-194°F)时分解。电池的类型和充电状态(SoC)会影响在高温下的击穿。没有适当的冷却,可能会发生自热行为,导致热失控。对18650电池的实验室测试表明,这种热事件可能需要两天才能完成。锂离子电解质的可燃性也是一个问题,通过添加剂或开发非有机离子液体,已经进行了生产不可燃或降低可燃性电解质的实验,研究了锂离子在低温下的调控。

液体电解质的干燥或缓慢转化为固体形式是另一个老化事件,降低锂离子的性能。电解质的流动性是另一个与电池所有化学物质有关的健康指标,因为电解质耗尽,锂离子电池就会报废。


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