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鋰離子電池性能下降的原因有哪些？

2022-05-19

鋰離子電池

鋰離子電池的電解質(zhì)與其它電池的有所不同，一般而言電解質(zhì)是穩(wěn)定的，但鋰離子電池是特殊的。在陽極上形成鈍化膜稱為固體電解質(zhì)界面(SEI)，其主要目的是將陰陽兩極隔開，但離子仍能通過。薄膜不僅能讓電池系統(tǒng)穩(wěn)定，而且還能延長鋰離子電池的使用壽命，但會(huì)對(duì)電池的容量造成一定的影響，因?yàn)殡娊赓|(zhì)氧化是在陰極上發(fā)生的，其會(huì)永久降低電池容量。

為了防止膜變得過于嚴(yán)格，添加劑與SEI層形成期間消耗的電解質(zhì)混合。在進(jìn)行評(píng)估時(shí)很難跟蹤它們的存在。這使得添加劑包括其成分和使用量，都成為了商業(yè)機(jī)密。添加劑為碳酸乙烯(VC)，這種化學(xué)物質(zhì)提高了鋰離子的循環(huán)壽命，特別是在高溫度的環(huán)境下，根據(jù)使用和壽命的不同，它具有較低的內(nèi)阻。

對(duì)于大多數(shù)商用鋰離子電池，SEI層會(huì)在電池溫度為75-90°C(167-194°F)時(shí)分解。電池的類型和充電狀態(tài)(SoC)會(huì)影響在高溫下的擊穿。沒有適當(dāng)?shù)睦鋮s，可能會(huì)發(fā)生自熱行為，導(dǎo)致熱失控。對(duì)18650電池的實(shí)驗(yàn)室測試表明，這種熱事件可能需要兩天才能完成。鋰離子電解質(zhì)的可燃性也是一個(gè)問題，通過添加劑或開發(fā)非有機(jī)離子液體，已經(jīng)進(jìn)行了生產(chǎn)不可燃或降低可燃性電解質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，研究了鋰離子在低溫下的調(diào)控。

液體電解質(zhì)的干燥或緩慢轉(zhuǎn)化為固體形式是另一個(gè)老化事件，降低鋰離子的性能。電解質(zhì)的流動(dòng)性是另一個(gè)與電池所有化學(xué)物質(zhì)有關(guān)的健康指標(biāo)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)耗盡，鋰離子電池就會(huì)報(bào)廢。

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