電池貯存壽命和循環(huán)壽命,鋰電池循環(huán)壽命與什么有關(guān)
來源:存能電氣 日期:2020-06-02 16:24 瀏覽量:次
電池貯存壽命和循環(huán)壽命,鋰電池循環(huán)壽命與什么有關(guān)?電池的壽命有“干貯存壽命”和“濕貯存壽命”,這兩個概念僅是針對電池自放電大小而言的,并非電池的實際使用期限。電池的真正壽命是指電池實際使用的時間長短,對一次電池而言,電池的壽命是表征給出額定容量的工作時間;對二次電池而言,電池的壽命分充放電循環(huán)壽命和濕擱置使用壽命兩種。
電池貯存壽命和循環(huán)壽命
貯存壽命是指電池在一定的荷電狀態(tài)和溫度下貯存后性能衰減至一定量所用的時間,包括貯存期和使用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。貯存電池的壽命有制干貯存壽命和濕貯存壽命之分。循環(huán)壽命是指電池在一定的電流條件下充放電循環(huán)一定次數(shù)后性能衰減至一定量所用的時間;是蓄電池在滿足規(guī)定條件下所能達到的最大充放電循環(huán)次數(shù)。在規(guī)定循環(huán)壽命時必須同時規(guī)定充放電循環(huán)試驗的制度,包括充放電速率、放電深度和環(huán)境溫度范圍等。
鋰電池循環(huán)壽命與什么有關(guān)?
1、金屬鋰的沉積:一般發(fā)生在負極表面。由于一定的原因,鋰離子在遷移到負極表面時,部分鋰離子沒有進入負極活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的化合物,而是獲得電子后沉積在負極表面成為金屬鋰,并且不再參與后續(xù)的循環(huán)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(wěn)定性但在長期的使用過程中仍然會不斷的分解,產(chǎn)生一些電化學惰性物質(zhì)以及一些可燃性氣體,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(fā)生劇烈的分解和氣體釋放,不但影響電池容量還會造成嚴重的安全風險。
3、電解質(zhì)的影響:在不斷的循環(huán)過程中,電解質(zhì)由于化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的局限會不斷發(fā)生分解和揮發(fā),長期累積下來導致電解質(zhì)總量減少,不能充分的浸潤正負極材料,充放電反應(yīng)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范圍,如充放電截止電壓、充放電倍率、工作溫度范圍、存儲溫度范圍等。但是在實際使用中超出允許范圍的濫用情況非常普遍,長期的不合理使用會導致電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的化學反應(yīng),造成電池機理的破壞,加速電池的老化,造成循環(huán)壽命的迅速下降,嚴重時還會造成安全事故。
對于理想的鋰電池,在其循環(huán)周期內(nèi)容量平衡不會發(fā)生改變,每次循環(huán)中的初始容量都應(yīng)該是一定值,然而實際上情況卻復(fù)雜得多。任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子的副反應(yīng)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(tài)發(fā)生改變,這種改變就是不可逆的,并且可以通過多次循環(huán)進行累積,對電池循環(huán)性能產(chǎn)生嚴重影響。
影響鋰電池循環(huán)壽命的因素有很多,但其內(nèi)在的根本原因還是參與能量轉(zhuǎn)移的鋰離子數(shù)量在不斷減少。需要注意的是電池當中的鋰元素總量并未減少,而是“活化”的鋰離子少了,那么只要搞清楚這些本該參與氧化還原反應(yīng)的鋰離子都跑哪兒去了,就能夠搞清楚容量下降的機理,也就可以針對性的采取措施,延緩鋰電池的容量下降趨勢,提升鋰電池的循環(huán)壽命。
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