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鋰電池存儲的過(guò)程中造成鋰離子電池容量衰降的原因

更新時(shí)間:2019-01-18      點(diǎn)擊次數:7522

   一般來(lái)說(shuō),我們認為在鋰電池存儲的過(guò)程中造成鋰離子電池容量衰降的原因主要有三個(gè)方面:

1)Li損失,存儲過(guò)程中的副反應,會(huì )不斷的消耗活性L(fǎng)i,從而造成容量下降;

2)正負極活性物質(zhì)損失,電極結構破壞會(huì )導致活性物質(zhì)顆粒與電極導電網(wǎng)絡(luò )失去連接,導致這部分顆粒不能參與到充放電之中,從而導致容量下降;

3)電池內阻增加,在鋰離子電池存儲的過(guò)程中,伴隨著(zhù)著(zhù)副反應的發(fā)生,正極活性物質(zhì)結構破壞,負極SEI膜不斷的破壞和重組,導致電池的內阻不斷增加,從而使得電池放電容量下降。

   有研究利用18650電池在存儲過(guò)程中的容量變化和內阻變化對NMC材料在存儲過(guò)程中的衰降模型進(jìn)行了詳細的研究,研究顯示,電池的容量衰降與時(shí)間之間呈現線(xiàn)性關(guān)系,高溫存儲會(huì )加速電池容量的衰降。脈沖電流測試發(fā)現,無(wú)論是高溫還是高SoC狀態(tài)都會(huì )導致電池內阻的快速增加, EIS分析顯示存儲會(huì )導致鋰離子電池的歐姆阻抗和極化阻抗增加,而極化阻抗增加是造成鋰離子電池內阻增加的主要原因。此外,該研究還顯示周期性的電化學(xué)測試會(huì )顯著(zhù)的增加電池的衰降速度。試驗中的18650電池來(lái)自日本索尼公司,正極采用了NMC材料,負極采用了石墨材料,電池容量為2.1h。

1、時(shí)間因素

   電池的容量保持率隨存儲時(shí)間的變化趨勢圖上可以注意到電池的容量隨著(zhù)存儲時(shí)間呈現線(xiàn)性降低,研究分別采用了平方根模型、線(xiàn)性模型和廣義冪函數對曲線(xiàn)進(jìn)行了擬合。

2、溫度因素

   溫度對于電池在存儲過(guò)程中的容量衰降也有很大的影響,從計算得到的模型參數中也可以注意到,在線(xiàn)性模型中20℃的衰降參數b2要稍高與0℃,45℃時(shí)b2的值幾乎是25℃的兩倍。

3、SoC因素

   一般來(lái)說(shuō),高SoC狀態(tài)會(huì )加速電池的刷將,因為在較高的SoC下,負極的電勢較低,會(huì )加速電解液的分解和SEI膜的生長(cháng),從而導致活性L(fǎng)i的損失,進(jìn)而加速電池容量的衰降。

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