好文档 - 专业文书写作范文服务资料分享网站

三元材料锂离子电池容量的衰减机理 杨超 - 图文

天下 分享 时间: 加入收藏 我要投稿 点赞

三元材料锂离子电池容量的衰减机理总结

三元锂离子电池容量的衰减一般随循环次数呈线性变化,其原因主要包括:

正负极材料、电解液、集流体等。

1、正极材料对于锂离子电池的容量非常重要,正极材料造成电池衰减的原因主要包括以下几个方面:

1)正极材料的结构变化,锂离子正常的脱嵌时会使电极材料的结构发生变化,这会减少颗粒之间及颗粒与电极之间的电化学接触,增大电池的内阻从而影响电池的容量。

2)正极极片的粉末的粉化。由于正极极片的粉化,减少颗粒之间的有效接触面积,极大影响了导电性和锂离子的传输,从而增大电池循环的的内阻。

2、负极材料结构变化。

当发生溶剂锂离子的嵌层反应或者溶剂共嵌入反应时,会破坏石墨结构,导致层状的石墨结构被粉化,石墨的电子导电性中断,最终导致电池容量和寿命减少。

3、电解液的分解。

在充电的条件下电解液对含碳电极具有不稳定性,故发生还原反应。在这个反应过程中消耗了电解质和溶剂,对电池容量和循环寿命产生不良影响。电解液分解也会生成LiF、Li2CO3、LiOH等沉淀,这些沉淀会在正极和负极表面沉积,在石墨负极沉积,使电极具有较高的界面阻力,并阻止Li+的嵌入。在正极表面沉积会使正极的锂元素的含量增加,表面过分锂化的结果是导致颗粒表面锂含量的增加,产生John-Tellar效应。表面四方晶系与颗粒内部立方晶系不相容,颗粒内部应力增加,这样会造成循环过程中颗粒的粉化,减小颗粒之间的有效接触,极大地影响电导性和锂离子的扩散,造成电池容量损失。锂盐的沉淀也使得可循环锂的含量减少。电解液中 LiPF6分解产物 HF会腐蚀电极。

4、集流体

铝箔和铜箔是最常用的正负极集流体材料,两者都易发生腐蚀,其腐蚀产物在电极表面形成膜,导致电池的内阻增加,容量衰减。集流体的腐蚀主要与电解液有关。因此需要对集流体进行预处理以提高其附着力和减少腐蚀速率。

5、SEI膜的形成

在首次充放电过程中,在负极表面形成的SEI膜,该钝化膜的主要成分是 Li2CO3、LiF、Li2O、LiOH等各种无机物和 ROCO2Li、ROLi、(ROCO2Li)2等各种有机成分,故而会消耗掉部分锂离子,而这些容量的损失是不可逆的。若SEI膜不断的被破坏就会不断的形成,就会不断消耗有限的锂离子。

6、过充放电也是电池容量衰减的一个原因。

三元材料锂离子电池容量的衰减机理 杨超 - 图文

三元材料锂离子电池容量的衰减机理总结三元锂离子电池容量的衰减一般随循环次数呈线性变化,其原因主要包括:正负极材料、电解液、集流体等。1、正极材料对于锂离子电池的容量非常重要,正极材料造成电池衰减的原因主要包括以下几个方面:1)正极材料的结构变化,锂离子正常的脱嵌时会使电极材料的结构发生变化,这会减少颗粒之间及颗粒与电极之间的电
推荐度:
点击下载文档文档为doc格式
02s8j5yu597l7tx29ybm0wacw0f2p400gca
领取福利

微信扫码领取福利

微信扫码分享