为何锂离子电池用久了会有损耗?

2020-12-24      2055 次浏览

为何锂离子电池在长期使用后会磨损?


(工作原理)


首先,简单直接地介绍了锂离子电池的工作原理。


如上图所示,有两个容器,分别称为正容器和负容器(上图中的矩形盒子,负的是N,负的;P,积极);有一种液体叫锂离子。充电是将锂离子从负极倒入正极,放电是将锂离子从正极倒入负极。


阳极精心设计的容器是明确的,很容易理解,假如积极的容器侵入100l,负1l,在最好的情况下,电池容量是1l-精心设计手段,假如正面或负面变化的容器,你会惯了设计,然后也会影响电池容量。


(衰减机制)


假如你理解了它的工作原理,那么衰减机制也就很容易理解了。只有三件事要做,只是一些变化:


1.锂锂离子电池,锂库存损耗,锂离子损耗。图中Ia为负极锂离子的损失,Ib为正极锂离子的损失。


2.LAM,活性物质的损失,阳性或阴性活性物质的损失。在上面的文章中,锂离子大致被认为存在于正极和负极中,确切地说,它实际上存在于正极和负极的活性物质中。活动数据的丢失可以解释为容器的丢失。图中IIa为阴性活动数据的丢失,IIb为阳性活动数据的丢失。


3.LLI和LAM同时发生。这本质上是活性数据的丢失,不幸的是,这些数据也恰好包含锂离子……如IIIa和b所示。


4.自放电:锂离子在负极经过轻微的自放电电流后,不经意地向正极运动这是可逆容量损失可逆的活性锂损耗(RLLI),而不是不可逆容量损失可逆的活性锂损耗(IRLLI)。标题中的损失可能只涉及到RLLI,因此IRLLI将不作具体评论。


锂离子电池的容量衰减无法逃脱以上几种情况,通常是一定条件下的一种或几种条件下[1]的组合。


[最常见的衰减机制]


锂离子电池的衰减机理是最常见的包含SEI(固态电解质间相)生长和锂沉淀(镀锂),两种都发生在正极,LLI。也就是图中的Ia场景。


通常,正常的充放电称为主响应。不必要的电化学反应称为副反应。


1.SEI的副用途可以写成S+2Li++2e−→P。S是溶剂,电解质。P是产物,是反应的产物。


2.锂沉淀的副用途可以写成Li++e−→Li(s)。


这些是典型的电化学反应,但是在什么界面会发生二次反应?当它快速发生时,当它缓慢发生时,人们并不完全理解。


这个答案只是作为一个宏观把握的开始深入研究,可以肯定的是,从这个角度来研究锂离子电池的衰减领域,会走很多弯路。


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