鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2022年06月01日
解析鋰電池失效機理
容量衰減失效:
標準循環(huán)壽命測試時,循環(huán)次數(shù)達到500次時放電容量應不低于初始容量的90%。或者循環(huán)次數(shù)達到1000次時放電容量不應低于初始容量的80%,若在標準循環(huán)范圍內(nèi),容量出現(xiàn)急劇下降現(xiàn)象均屬于容量衰減失效。電池容量衰減失效的根源在于材料的失效,同時與電池制造工藝、電池使用環(huán)境等客觀因素有緊密聯(lián)系。從材料角度看,造成失效的原因重要有正極材料的結(jié)構(gòu)失效、負極表面SEI過渡生長、電解液分與變質(zhì)、集流體腐蝕、體系微量雜質(zhì)等。
正極材料的結(jié)構(gòu)失效:
正極材料結(jié)構(gòu)失效包括正極材料顆粒破碎、不可逆相轉(zhuǎn)變、材料無序化等。LiMn2O4在充放電過程中會因Jahn-Teller效應導致結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變,甚至會發(fā)生顆粒破碎,造成顆粒之間的電接觸失效。LiMn1.5Ni0.5O4材料在充放電過程中會發(fā)生四方晶系-立方晶系相轉(zhuǎn)變,LiCoO2材料在充放電過程中由于Li的過渡脫出會導致Co進入Li層,造成層狀結(jié)構(gòu)混亂化,制約其容量發(fā)揮。
負極材料失效:
石墨電極的失效重要發(fā)生在石墨表面,石墨表面與電解液反應,生產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)界面相(SEI),假如過度生長會導致電池內(nèi)部體系中鋰離子含量降低,結(jié)果就是導致容量衰減。硅類負極材料的失效重要在于其巨大的體積膨脹導致的循環(huán)性能問題。
電解液失效:
LiPF6穩(wěn)定性差,容易分解使電解液中可遷移Li+含量降低。它還容易和電解液中的痕量反應生成HF,造成電池內(nèi)部被腐蝕。氣密性不好引起電解液變質(zhì),電解液黏度和色度都發(fā)生變化,終導致傳輸離子性能急劇下降。
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