鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:549次 | 2019年04月09日
電池失效原因的討論分析
電池失效后測(cè)得電池正負(fù)極容量分別為1100mAh、800mAh(考慮面積比例、質(zhì)量計(jì)算而得),A電池正極容量下降了15%,而負(fù)極容量下降了將近40%.A電池負(fù)極失效前后電鏡掃描圖片表明新、舊電池負(fù)極的表面變化比較明顯:新電池負(fù)極活性物質(zhì)顆粒較大,且沒(méi)有裂紋;而失效電池負(fù)極活性物質(zhì)的顆粒較小,電極表面生成許多新的微裂紋。這些變化表明,負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生了粉化。A電池負(fù)極表面元素分析結(jié)果見(jiàn)表1,表明表面成分中變化較大的是Al、La、Mn、Si等4種元素,這與它們表面能的大小一致。表面能越大,越易發(fā)生偏析;而且,Al、La、Mn都是較活潑元素,在電池強(qiáng)堿性體系中,容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)。Al與強(qiáng)堿反應(yīng)后,溶解于堿中,Mn、La則分別生成氫氧化物。這樣在電極表面層與電極本體之間存在濃度梯度,促使了偏析反應(yīng)的發(fā)生。Al的偏析最厲害,致使本體中Al含量下降很多。Al、Mn的作用是降低氫氣平衡壓力。La是吸氫元素,這些元素在表面發(fā)生腐蝕后,不但使電極貯氫性能下降,而且使得電極反應(yīng)電阻增加。
新電池平均充電電壓為1.379V,放電電壓為1.256V.失效A電池的平均充電電壓為1.417V,放電電壓為1.214V.A電池失效前后,充電電壓上升了38mV,而放電電壓下降了42mV,可以說(shuō)A電池正極已經(jīng)開(kāi)始衰退了。循環(huán)伏安法是通過(guò)模擬電極表面的淺充放過(guò)程來(lái)考察電極的充放電性能、電極反應(yīng)的難易程度、可逆性、析氧特性和充電效率以及電極表面的吸、脫附等特征。循環(huán)伏安法的關(guān)鍵在于選擇適當(dāng)?shù)膾呙杷俣?。本工作選擇掃描速度為30mV/min.用氧化/還原峰電位之差(Va-Vc)來(lái)衡量電極反應(yīng)的可逆性,(Va-Vc)越大,電極反應(yīng)的可逆性越差;用析氧電位和氧化峰電位之差(Vo-Va)來(lái)衡量電極析氧的難易程度,(Vo-Va)越大,析氧越困難,電極的充電效率越高。正極的氧化/還原峰電位差(Va-Vc)增加了84mV,這意味著正極的可逆性變差。電池的正極析氧/氧化峰電位差減少了29mV,因?yàn)檠趸咫娢灰葡蜓鯕馕龀龇咫娢?,因此充電效率降低,容量也降低?/p>