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锂电池存储的过程中造成锂离子电池容量衰降的原因

发布日期: 2019-01-18
浏览人气: 3401

   一般来说,我们认为在锂电池存储的过程中造成锂离子电池容量衰降的原因主要有三个方面:

1)Li损失,存储过程中的副反应,会不断的消耗活性Li,从而造成容量下降;

2)正负极活性物质损失,电极结构破坏会导致活性物质颗粒与电极导电网络失去连接,导致这部分颗粒不能参与到充放电之中,从而导致容量下降;

3)电池内阻增加,在锂离子电池存储的过程中,伴随着着副反应的发生,正极活性物质结构破坏,负极SEI膜不断的破坏和重组,导致电池的内阻不断增加,从而使得电池放电容量下降。

   有研究利用18650电池在存储过程中的容量变化和内阻变化对NMC材料在存储过程中的衰降模型进行了详细的研究,研究显示,电池的容量衰降与时间之间呈现线性关系,高温存储会加速电池容量的衰降。脉冲电流测试发现,无论是高温还是高SoC状态都会导致电池内阻的快速增加, EIS分析显示存储会导致锂离子电池的欧姆阻抗和极化阻抗增加,而极化阻抗增加是造成锂离子电池内阻增加的主要原因。此外,该研究还显示周期性的电化学测试会显著的增加电池的衰降速度。试验中的18650电池来自日本索尼公司,正极采用了NMC材料,负极采用了石墨材料,电池容量为2.1h。

1、时间因素

   电池的容量保持率随存储时间的变化趋势图上可以注意到电池的容量随着存储时间呈现线性降低,研究分别采用了平方根模型、线性模型和广义幂函数对曲线进行了拟合。

2、温度因素

   温度对于电池在存储过程中的容量衰降也有很大的影响,从计算得到的模型参数中也可以注意到,在线性模型中20℃的衰降参数b2要稍高与0℃,45℃时b2的值几乎是25℃的两倍。

3、SoC因素

   一般来说,高SoC状态会加速电池的刷将,因为在较高的SoC下,负极的电势较低,会加速电解液的分解和SEI膜的生长,从而导致活性Li的损失,进而加速电池容量的衰降。

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