鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3343次 | 2020年11月08日
鋰離子電池自放電的影響因素有什么
1正極材料
正極材料的影響重要是正極材料過渡金屬及雜質(zhì)在負(fù)極析出導(dǎo)致內(nèi)短路,從而新增鋰離子電池的自放電。Yah-MeiTeng等人研究了兩種LiFePO4正極材料的物理及電化學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)原材料中以及充放電過程中出現(xiàn)鐵雜質(zhì)含量高的電池其自放電率高,穩(wěn)定性差,原因是鐵在負(fù)極逐漸還原析出,刺穿隔膜,導(dǎo)致電池內(nèi)短路,從而造成較高的自放電。
2負(fù)極材料
負(fù)極材料對(duì)自放電的影響重要是由于負(fù)極材料與電解液發(fā)生的不可逆反應(yīng)。早在2003年,Aurbach等人就提出了電解液被還原而釋放出氣體,使石墨部分表面暴露在電解液中。在充放電過程中,鋰離子嵌人和脫出時(shí),石墨層狀結(jié)構(gòu)容易遭到破壞,從而導(dǎo)致較大自放電率。
3電解液
電解液的影響重要表現(xiàn)為:電解液或雜質(zhì)對(duì)負(fù)極表面的腐蝕;電極材料在電解液中的溶解;電極被電解液分解的不溶固體或氣體覆蓋,形成鈍化層等。目前,大量科研工作者致力于開發(fā)新的添加劑來抑制電解液對(duì)自放電的影響。JunLiu等人MCN111電池電解液中添加VEC等添加劑,發(fā)現(xiàn)電池高溫循環(huán)性能提高,自放電率普遍下降。其原因是這些添加劑可以改善SEI膜,從而保護(hù)電池負(fù)極。
4存儲(chǔ)狀態(tài)
存儲(chǔ)狀態(tài)一般的影響因素為存儲(chǔ)溫度和電池SOC。一般來說,溫度越高,SOC越高,電池的自放電越大。Takashi等在靜置條件下對(duì)磷酸鐵鋰離子電池進(jìn)行容量衰減實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明隨溫度的升高,容量保持率隨擱置時(shí)間逐漸降低,電池自放電率升高。
劉云建等人采用商品化的錳酸鋰動(dòng)力鋰電池,發(fā)現(xiàn)隨著電池荷電態(tài)的新增,正極的相對(duì)電位越來越高,其氧化性也越來越強(qiáng);負(fù)極的相對(duì)電位越來越低,其還原性也越來越強(qiáng),兩者均可加速M(fèi)n析出,導(dǎo)致自放電率增大。
5其他因素
影響電池自放電率的因素眾多,除以上介紹的幾種外,重要還存在以下方面:在生產(chǎn)過程中,分切極片時(shí)出現(xiàn)的毛刺,由于生產(chǎn)環(huán)境問題而在電池中引入的雜質(zhì),如粉塵,極片上的金屬粉末等,這些均可能會(huì)造成電池的內(nèi)部微短路;外界環(huán)境潮濕、外接線路絕緣不徹底、電池外殼隔離性差等造成的電池存儲(chǔ)時(shí)有外接電子回路,從而導(dǎo)致自放電;長(zhǎng)時(shí)間的存放過程中,電極材料的活性物質(zhì)與集流體的粘結(jié)失效,導(dǎo)致活性物質(zhì)的脫落和剝離等導(dǎo)致容量降低,自放電增大。以上的每一個(gè)因素或者多個(gè)因素的組合均可造成鋰離子電池的自放電行為,這對(duì)自放電原因查找及估測(cè)電池的存儲(chǔ)性能造成困難。