锂离子电池自放电原因
锂离子电池自放电简单含义为:电池在储存过程中电压迅速下降,一般锂离子电池制造商是通过测量每天有多少个mV的电压下降,单位是mV/day,一个好的电池一天的电压下降不会超过2mV;一些锂离子电池制造商也使用K值的计算方法,即mV/h,一小时内电压下降多少mV?好的电池K值一般在0.08mV/h以内。
锂离子电池过度自放电有两个原因:物理微短路和化学反应。
1.物理微短路
引起物理微短路的案例很多,可分为以下几种:
A.灰尘和毛刺
很多厂家在拆卸自放电大的电池时会在隔膜上发现黑点,中间的位置是大部分的灰尘击穿,边缘的位置是大部分的毛刺,这更容易识别;
B.阳性金属杂质
为何要把它归入这一类呢?事实上,金属杂质在正电极充电反应后也会击穿隔膜,在隔膜上形成黑点,造成物理微短路;例如,许多正极的锂铁材料会面对过量自放电的问题,这是由过量的铁杂质引起的。
C.负性金属杂质
由于原电池的形成,负极中的金属杂质会游离,在膜中沉积并引起膜的导电,形成物理短路,我国一些低端负极材料经常遇到这种情况;
辅助材料的金属杂质:如胶纸
2.化学反应
a.水使电解液分解,释放出大量电子,电子被嵌入正极的氧化结构中,导致正极电位下降,出现低压;此外,水在整个电池中充当催化剂,出现强刘易斯酸,不断腐蚀SEI膜,耗尽锂源,造成电池压力低。
b.电解质溶剂
某些电解溶剂的加入会导致电池电压下降过快。可能的机制:这些溶剂不耐氧化,在储存过程中发生缓慢的化学反应,从而消耗容量,导致电压下降。
C、SEI膜未形成良好
在储存过程中,由于仓库内的温度一定,SEI膜会脱落并重新反应,导致电池胀气和低压。
d.可怜的包装
极耳位置过密,导致极耳腐蚀,消耗锂源低压;其他部位可能被过密封,电解液通过CPP层腐蚀铝箔,造成铝塑膜穿孔,进入水中出现低压气体。
很多时候,胀气和低气压是并存的,这个时候往往比较严重;占比最高的低压是由粉尘和毛刺引起的。