影响锂离子电池循环性能的几个因素
锂离子电池可以发展得这么快,前景是广阔的。这在很大程度上归功于它的循环特性。循环寿命好的锂离子电池意味着更少的资源消耗和更低的成本。因此,关于影响锂离子电池循环性能的一些因素,每个从事锂离子电池行业的人都必须研究这个问题。影响循环性能的因素有什么?
首先是材料问题。材料的选择是影响锂离子电池性能的首要因素。假如材料的循环性能较差,那么即使工艺在良好、完美的情况下,也不能保证电池的循环效果。从材料的角度来看,全电池的循环性能是由正极和电解液匹配后的循环性能和负极和电解液匹配后的循环性能决定的。在电池设计中,假如一极确认选择循环性能差的材料,另一极则不要选择循环性能好的材料。
二、正负压实:正负压实过高,虽然可以提高电池的能量密度,但也会在一定程度上减少材料的循环。从理论上分析,压实程度越大,对材料结构的损伤越大,而材料的结构是保证锂离子电池能够回收利用的基础;此外,正、负密实度较高的细胞很难保证较高的液体滞留,这是细胞完成一个或多个正常循环的基础。
涂布膜密度:单变量考虑膜密度对循环的影响几乎是不可能完成的任务。薄膜密度的不一致性会导致容量的差异或卷绕或分层层数的差异。关于同类型、同容量、同材质的电池,降低膜密度相当于新增一个或多个缠绕层或叠层的数量,新增的膜片可以吸收更多的电解质,保证循环。考虑更多的薄膜密度可以提高电池的性能,电池极片和裸烤除了水会更容易,当然,当薄膜涂层的密度误差可能更难以控制,活性物质在更大的粒子也可能导致负面影响涂层,滚动,更多的层意味着更多的衬托和隔膜,这意味着更高的成本和更低的能量密度。因此,评价也要平衡。
四、负极过量:除了第一不可逆容量和涂膜密度偏差的影响外,负极过量的原因也是一个要考虑的因素。关于钴-石墨锂体系,负极石墨在循环过程中往往成为短板。假如负极太多而不足,电池可能在循环前无法摆脱锂,但经过几百次循环后正极结构变化不大。但是由于负极结构被破坏,无法完全接收到正极供应的锂离子,导致容量过早降低。
5.客观条件的测试:充电和放电率,截止电压,充电限流电流,过量充电和荷测试,温度测试的房间,突然中断在测试过程中,内部阻力测试点和细胞之间的接触和其他外部因素或多或少会影响循环性能的测试结果。另外,不同材料对上述客观因素的敏感性是不同的,因此有必要统一测试标准,了解日常工作中常用和重要材料的特性。
结论:就像木桶原理相同,在众多因素中,最终决定因素是最短板。同时,这些影响因素也具有交互用途。在相同的材料和性能下,更高的循环意味着更低的能量密度。