哪些因素影響鋰電池性能？
時(shí)間:2018-07-04 14:37來源:電動(dòng)知家 作者:綜合報(bào)道
點(diǎn)擊:
次
影響鋰電池容量的影響因素很多，使用溫度、充放電電流、充放電截止電壓等因素都會(huì)影響鋰離子電池的衰降速度。造成鋰電池容量衰降的機(jī)理可以分為三類：內(nèi)阻和極化增加、正負(fù)極活性物質(zhì)損失、Li損失。
不同的外部因素對(duì)這三者的影響也各不相同。例如LiFePO4材料的鋰電池具有非常好的循環(huán)性能，但是不同的使用條件對(duì)鋰電池循環(huán)壽命有著重要的影響。試驗(yàn)證明對(duì)26650鋰電池進(jìn)行15C脈沖放電和15C連續(xù)放電，兩種放電制度對(duì)于26650鋰電池具有完全不同的影響。15C脈沖放電的26650鋰電池容量衰降非常快，充放電40次后就無法再進(jìn)行15C放電，但是仍然能夠進(jìn)行1C放電。而15C連續(xù)放電電池容量衰降較慢，60次以后仍然能夠進(jìn)行15C放電，但是1C倍率的衰降速率要快于15C脈沖放電。
圖1 鋰電池提升倍率對(duì)電池性能的影響
機(jī)理分析得出結(jié)論：15C脈沖放電的電池在負(fù)極的SEI膜中出現(xiàn)更多的LiF，而LiF對(duì)鋰離子擴(kuò)散的阻礙更大，使得電池的Li+擴(kuò)散阻抗和電荷交換阻抗迅速增加，從而使得電池在充放電過程中極化電壓過大，從而導(dǎo)致LiFePO4大電流放電能力迅速下降。
鋰電池的充電策略對(duì)于鋰電池壽命衰降影響的研究，能夠更好的指導(dǎo)我們對(duì)鋰離子電池的設(shè)計(jì)。以下就不同充電控制策略對(duì)鋰離子電池壽命衰降的影響，研究了其作用機(jī)理，提出鋰離子電池的壽命衰降模型。研究試驗(yàn)表明，當(dāng)充電電流和截止電壓超過一定的數(shù)值時(shí)，鋰離子電池的衰降將被極大的加速，為了降低鋰離子電池的衰降速率，需要針對(duì)不同的體系，需要選擇合適的充放電電流和截止電壓。
圖2 倍率放電對(duì)電池性能的影響
從數(shù)據(jù)可以看到，隨著充電的倍率的加大，鋰離子電池的衰降速率也在快速增加，并且從曲線的斜率來看，電池的衰降速度存在三個(gè)不同的階段，前期衰降速度較快的階段（階段1），中間衰降速度較慢的穩(wěn)定階段（階段2），和后期的衰降速率加速階段（階段3）。針對(duì)三個(gè)階段電池的衰降機(jī)理的研究認(rèn)為，階段1可能是因?yàn)殡姵豐EI膜生長需要消耗一部分Li+，因此衰降速度較快。在階段2隨著SEI膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，內(nèi)部較為穩(wěn)定，因此衰降速度較慢，在階段3隨著電池老化，開始發(fā)生活性物質(zhì)損失，電極活性界面減少，導(dǎo)致電池對(duì)于電流十分敏感。圖C是針對(duì)不同的截止電壓對(duì)電池衰降速度影響的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，當(dāng)把充電截止電壓提高到4.3V時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池的循環(huán)性能急劇惡化，降低充電截止電壓可以有效的改善電池的循環(huán)性能。
圖3 鋰電池提性倍率對(duì)內(nèi)阻的影響
對(duì)電池的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻分析如圖所示，從圖a測試結(jié)果來看，當(dāng)充電電流小于1C時(shí)，電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻隨著電池循環(huán)的變化趨勢幾乎時(shí)一樣的，但是當(dāng)充電電流超過1C時(shí)，電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增加速度會(huì)隨著充電速率的增加而快速增加。從圖b的測試結(jié)果來看，當(dāng)充電截止電壓為4.3V時(shí)，電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增加非常迅速表明高截止電壓會(huì)惡化電池的動(dòng)力學(xué)條件，截止電壓為4.1V和4.2V時(shí)電池動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增加較為緩慢。
從上述分析我們可以注意到，無論是充電電流還是充電截止電壓都存在一個(gè)值，當(dāng)充電電流或者電壓超過這個(gè)值時(shí)就會(huì)導(dǎo)致電池衰降加速，對(duì)于上述電池這個(gè)值是1C和4.2V，當(dāng)充電電流和截止電壓超過這個(gè)值后就會(huì)加速電池的衰降，當(dāng)小于這個(gè)值時(shí)，提高充電電流和截止電壓并不會(huì)顯著的增加電池的衰降速度。對(duì)于充電電流和截止電壓對(duì)電池衰降速度影響的機(jī)理研究顯示，當(dāng)充電電流低于1C時(shí)主要影響的是正負(fù)極活性物質(zhì)損失，而截止電壓低于4.2V時(shí)影響的主要是Li損失，當(dāng)充電電流和截止電壓高于這個(gè)值時(shí)，則會(huì)顯著的加速正負(fù)極活性物質(zhì)損失和Li損失。
(責(zé)任編輯：admin)
文章標(biāo)簽：
鋰電池，充電
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
-
2024鋰電池行研報(bào)告
2024-05-24 18:59 -
多個(gè)鋰電項(xiàng)目終止，重磅文件引導(dǎo)企業(yè)單純擴(kuò)大產(chǎn)能！
2024-05-15 19:12 -
小米入局電池制造，與寧德時(shí)代成立合資公司！
2024-05-20 19:05 -
攜手多地政府，這家企業(yè)5月三大電池項(xiàng)目開工/簽約!
2024-05-21 18:46 -
重磅！新能源突傳三大利好！固態(tài)電池賽道即將爆發(fā)
2024-05-28 18:18 -
投資超25億元！這家鋰電企業(yè)擬在美國建設(shè)電池化學(xué)品項(xiàng)目
2024-05-22 19:20 -
又一10GWh項(xiàng)目開工，固態(tài)電池距離產(chǎn)業(yè)化還要多久？
2024-05-11 19:17 -
寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航共同供貨蔚來“樂道”？
2024-05-09 18:48
©2017 版權(quán)所有 綠色智匯能源技術(shù)研究院 華杰永泰科技（北京）有限公司 承辦 Power by DedeCms
價(jià)值成就行業(yè)品牌！竭誠為您提供最新最熱的資訊
京ICP備2024061100號(hào)
價(jià)值成就行業(yè)品牌！竭誠為您提供最新最熱的資訊
京ICP備2024061100號(hào)
微信公眾號(hào)