影响锂离子电池循环性能因素有哪些?

循环性能对锂离子电池的重要程度无需多言了,那么影响该电池循环性能的因素有哪些?

1、水分 

过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环,同时水分过多也不利于SEI膜的形成,但痕量的水可以在一定程度上保证电芯的性能。 

2、正负极压实 

正负极压实过高,虽然可提高电芯的能量密度,但是也会降低材料的循环性能,从理论来分析,压实越大,对材料的结构破坏越大,进而很难保证锂离子电池的循环性能;另外,正负极压实较高的电芯也难以保证较高的保液量,而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。 

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3、负极过量 

负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外,对循环性能的影响也是一个考虑,负极若过量不充足的话,电芯很可能在循环前并不析锂,但是循环几百次后负极结构可能会被严重破坏而造成容量过早下降。 

4、涂布膜密度 

单一变量的考虑膜密度对循环性能的影响几乎是一个不可能的任务,膜密度不一致既会造成容量的差异,也导致电芯卷绕或迭片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言,降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或迭片层数,对应增加的隔膜可以吸收更多的电解液以保证循环,考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些,当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制,活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压造成负面影响,更多的层数意味着更多的箔材和隔膜,进而意味着更高的成本和更低的能量密度,所以,评估时也需要均衡考虑。 

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5、电解液量 

电解液量不足对循环产生影响主要有三个原因:(1)注液量不足;(2)虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分;(3)负极与电解液的匹配性,微观表现为致密且稳定的SEI的形成,不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。若循环前电解液充足而循环后电解液已经消耗完毕,则增加电解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循环性能。 

6、测试的客观条件 

测试过程中的充放电倍率、截止电压、充电截止电流、测试中的过充过放、测试房温度、测试过程中的突然中断、测试点与电芯的接触内阻等外界因素,都会或多或少影响循环性能测试结果。 

 

 

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