鋰電池壽命與什麼有關?

鋰電池的迴圈壽命是指電池在一定的電流條件下充放電迴圈一定次數後性能衰減至一定量所用的時間。那其與什麼因素有關呢?

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1、金屬鋰的沉積:其一般發生在負極表面。由於一定的原因,鋰離子在遷移到負極表面時,部分鋰離子沒有進入負極的活性物質而形成穩定的化合物,即獲得電子後沉積在負極表面成為金屬鋰,並且不再參與後續的迴圈過程,導致容量下降。

2、正極材料的分解:作為正極材料的含鋰金屬氧化物,雖然具有足夠的穩定性但在長期使用過程中仍然會不斷的分解,產生了一些電化學惰性物質及可燃性氣體,破壞了電極間的容量平衡,造成容量的不可逆損失。這種情況在過充電情況下尤為明顯,有時甚至會發生劇烈的分解和氣體釋放,這樣不但影響電池容量還會造成嚴重的安全風險。

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3、電解質的影響:在不斷的迴圈過程中,電解質由於化學穩定性和熱穩定性的局限會不斷發生分解和揮發,長期累積下來導致電解質總量減少,不能充分的浸潤正負極材料,充放電反應不完全造成實際使用容量的下降。

4、外部使用因素:鋰電池有合理的使用條件和範圍,如充放電截止電壓、充放電倍率、工作溫度範圍、存儲溫度範圍等。但是在實際使用中超出允許範圍的濫用情況非常普遍,長期的不合理使用會導致電池內部發生不可逆的化學反應,造成電池機理的破壞,加速電池的老化,造成迴圈壽命迅速下降,嚴重時還會造成安全事故。

對於理想的鋰電池,在其迴圈週期內容量平衡不會發生改變,每次迴圈中的初始容量都應該是一定值,然而實際上情況卻複雜得多。任何能夠產生或消耗鋰離子的副反應都可能導致電池容量平衡的改變,一旦電池的容量平衡狀態發生改變,這種改變就是不可逆的,並且可以通過多次迴圈進行累積,對鋰電池壽命產生嚴重影響。

 

 

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