探究,影響鋰電池包循環(huán)壽命的原因有哪些?

來(lái)源：未知  日期：2018-05-09 10:25  瀏覽量：次

　　影響鋰電池包循環(huán)壽命的原因有哪些?鋰電池就是最近幾年被大眾所認(rèn)可的可以延長(zhǎng)續(xù)航能力的新電池，但是經(jīng)過多個(gè)周期充放電循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)電池容量等性能下降的現(xiàn)象。相同條件下電池容量衰減的越快，電池品質(zhì)就相對(duì)較差。鋰電池包的循環(huán)性能是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo)，許多關(guān)于鋰電池包的標(biāo)準(zhǔn)都有循環(huán)壽命這一項(xiàng)目。

　　鋰電池包充放電循環(huán)過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程，其循環(huán)壽命影響因素是多方面的。下面存能電氣就對(duì)影響鋰電池包循環(huán)壽命的因素進(jìn)行分析。

　　1、設(shè)計(jì)和制造工藝

　　在電池設(shè)計(jì)過程中，材料的選擇是最重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好，電池的循環(huán)壽命才會(huì)長(zhǎng)。一般來(lái)說，設(shè)計(jì)裝配過程中一般要求負(fù)極容量相對(duì)正極過量一些，如果不過量，在充電過程中負(fù)極會(huì)析出鋰，形成鋰枝晶從而影響安全性。負(fù)極相對(duì)正極過量太多，正極可能過度脫鋰，造成結(jié)構(gòu)坍塌。

　　電解液的種類和注液量也影響著電池壽命。鋰電池包的制造工藝流程主要包括：正負(fù)極配料、涂布、制片、卷繞、入殼、注液、封口、化成等。在電池生產(chǎn)過程中，對(duì)每一步的流程都要求非常嚴(yán)格。任何一個(gè)流程沒有控制好都有可能影響電池循環(huán)性能。

　　2、鋰電池材料老化衰退

　　鋰電池包充放電循環(huán)的過程即為鋰離子通過電解液在正負(fù)極材料之間來(lái)回脫嵌、移動(dòng)的過程。在鋰電池包循環(huán)過程中，除在正負(fù)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)外，還存在大量副反應(yīng)。如果能將鋰離子電池的副反應(yīng)降至低水平，使鋰離子通過電解液始終能順暢地往返于正負(fù)極材料之間，就能使鋰離子電池的循環(huán)壽命得以增加。

　　正負(fù)極集流體的性質(zhì)也會(huì)影響電池的容量和循環(huán)壽命。鋰電池包正、負(fù)極常用的集流體材料分別為鋁和銅，二者都是易腐蝕的金屬材料。集流體被腐蝕后形成鈍化膜、粘附性差、局部腐蝕(點(diǎn)蝕)和全面腐蝕都會(huì)使電池內(nèi)阻增加，導(dǎo)致容量損失和放電效率降低?？赏ㄟ^酸- 堿浸蝕、導(dǎo)電包覆等預(yù)處理方法增強(qiáng)其粘附性和耐腐蝕性。

　　3、循環(huán)過程中充放電制度

　　鋰電池包的使用過程即充放電循環(huán)的過程，充放電電流的大小、充放電截止電壓的選擇及采用何種充放電方式等充放電制度，對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命也有很重要的影響。凡盲目增大電池的工作電流、增加充電截止電壓、降低放電截止電壓等都會(huì)使鋰電池包性能下降。

　　不同電化學(xué)體系的鋰離子電池的充放電截止電壓不同。在鋰離子電池充電過程中凡超過充電截止電壓就認(rèn)為發(fā)生了過充電。鋰離子電池過充時(shí)，從正極上脫出的過量的鋰離子會(huì)沉積或嵌入到負(fù)極上，沉積的活性鋰易與溶劑反應(yīng)，放出熱量使電池溫度升高。當(dāng)鋰電池的放電電壓低于放電截止電壓時(shí)，就形成了過放電。

       在過放電的過程中，鋰離子從負(fù)極上會(huì)過度脫出，下次充電時(shí)再嵌入會(huì)比較困難。鋰電池在過放電以后的循環(huán)過程中放電容量、充放電效率大為降低。另外，鋰電池極可能會(huì)在大電流條件下熔斷，設(shè)備元件也可能會(huì)被損壞。

　　4、鋰電池使用環(huán)境

　　鋰電池包的使用環(huán)境對(duì)其循環(huán)壽命影響也是非常重要的。其中，環(huán)境溫度是十分重要的因素。環(huán)境溫度過低或過高都會(huì)影響鋰電池的循環(huán)壽命。

　　常規(guī)的鋰電池工作溫度：-20℃~60℃，不過一般低于0℃后鋰電池性能就會(huì)下降，放電能力就會(huì)相應(yīng)降低，所以鋰電池性能完全的工作溫度，常見是0~40℃。一些特殊環(huán)境要求的鋰電池溫度就各有不同了，另外注意通風(fēng)良好，利于散熱，并保持環(huán)境的清潔。

　　高溫下鋰離子電池的充放電循環(huán)是不穩(wěn)定，高溫導(dǎo)致電池的電極電化學(xué)極化加劇和氣體的產(chǎn)生，造成鼓脹現(xiàn)象，同時(shí)電荷傳輸電阻增加，離子傳輸動(dòng)力學(xué)性能降低。低溫下恒壓充電時(shí)間增加，充電性能也明顯惡化。使用鋰離子電池的設(shè)備在運(yùn)輸或正常工作的情況下，有可能會(huì)經(jīng)受振動(dòng)、沖擊、碰撞等條件的考驗(yàn)。某些鋰電池在與系統(tǒng)通信時(shí)進(jìn)行充放電并根據(jù)一定頻率接收數(shù)據(jù)信息。

　　影響鋰電池包循環(huán)壽命的因素是多方面的。鋰離子電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)鋰電池的需求在數(shù)量和質(zhì)量上都提出更高的要求。循環(huán)壽命直接影響鋰電池的使用時(shí)間和品質(zhì)，因此生產(chǎn)廠家對(duì)其影響因素的研究是十分必要的。如果您還有鋰電池包方面的問題或者采購(gòu)意向，歡迎來(lái)電咨詢：0731-85782180