鋰電池性能退化的原因,提升鋰離子電池性能的方法

來源：存能電氣  日期：2019-11-04 16:26  瀏覽量：次

　　鋰電池性能退化的原因，提升鋰離子電池性能的方法。眾所周知鋰離子電池會隨著每次充電而出現性能損耗，但這只是一種經驗之談，我們并沒有親眼看到電池電量的減少。下面由鋰電池廠家為你解析鋰電池性能退化的原因和提升鋰離子電池性能的方法。

　　鋰電池性能退化的原因

　　鋰電池的性能退化一方面是使用和老化的自然結果，另一方面則由于缺乏維護、苛刻的使用環境以及不良的充電操作等等加速其劣化。

　　1、高的自放電率

　　各種電池都存在自放電，但使用不當會促使這種狀態的發展。自放電率呈漸近線規律，最高的放電率出現在剛充電之后，然后逐漸減小。

　　電池自放電的百分率可用電池分析儀加以測定，但此程序需要數小時。測得的電池內阻常可反映電池的內阻是否過高。此參數可用阻抗計測量或用電池分析儀的歐姆測試程序。

　　2、電池的匹配

　　在以多個電池組成的電池組中，電池的匹配應控制在±2.5%以內。在組成電池個數多的電池組中，以及需輸出大負載電流和在低溫下工作的電池組，需要更嚴格的鋰電池容差控制。在一個新的電池組中的各個電池如果稍有小的失配，在經過數次充電循環后，將能互相平衡自行適應。電池之間能否很好地平衡適應，關系到電池組是否具有較長的使用壽命。

　　優質電池比低質量鋰電池的電容量更為一致也更為均衡。對高端大功率工具應選用高質量電池，因其在大負荷和極端的溫度環境下可有高的耐久性。雖付出高成本，然而其回報是電池組有更長的壽命。

　　3、短路的電池

　　鋰電池生產廠商常常無法解釋當電池還處于較新的狀態時，為何某些電池顯示出高的漏電率或者出現電氣短路。其可疑的原因是電池在制造過程中可能混入了外來顆粒雜質。另一種是電極上的粗糙點造成對隔膜的損傷。因此對電池應改善其制造過程，這可大大地減少電池的“早期失效率”。

　　深度放電造成鋰電池的極性反轉也會導致電池短路。如果鎳基電池在大電流放電至徹底放光時，這種狀態也可能出現。高的反向電流可造成永久性的電短路。另一種原因是由不可控的晶狀體的形成導致的隔膜損傷，這就是所謂的記憶效應。

　　4、電解液的損耗

　　鋰電池雖然都是密封的，但在其使用壽命期間會損失一些電解液，特別是如果由于粗心不適當充電產生過大的氣體壓力以致出現氣體排放。一旦出現氣體排放，在鎳基電池上的彈簧加壓的排氣密封墊可能難以完好地再封閉，從而造成密封墊周圍淀積起白色粉末，電解液的損耗最終將降低鋰電池容量。

　　提升鋰離子電池性能的方法

　　目前商用鋰離子電池所用的石墨負極在低溫條件下的實際容量較低。硬碳具有良好低溫儲鋰能力，可以有效改善電池的低溫性能。然而在電池化成過程中，硬碳負極界面形成的固態電極/電解質界面膜會不可逆的消耗Li+，從而降低電池的實際容量和比能量。

　　石墨中引入鹵素轉換插層化學，創新研發復合電極，并將這一陰極與鈍化石墨陽極相結合，打造出能達到4V的鋰離子水系全電池，能量密度為460Wh/kg，庫侖效率約為100%。電池基于負離子轉換-插層機制，結合高能量密度的轉換反應，具有插層的優良可逆性，提高水系電池的安全性。

　　鋰離子電池電解液中的溶劑混合物，包括一種溶解的鋰鹽，以及有機添加劑。可以增加硅負極的表面和整體穩定性，改善長期循環和使用壽命。這種新型化學物質結構簡單，具有可伸縮性，與現有電池技術完全兼容。”

　　具有超高容量的鋰離子電池有機正極材料——環己六酮，放電比容量可達902mAhg-1。此外，由于環己六酮在高極性的離子液體中的溶解度較低，使得其在離子液體基的電解液中具有較好的循環性能，組裝的電池體現高容量和長循環壽命等特征。

　　鋰離子電池內部的液體電解質高度易燃，存在短路、起火風險，但5至10納米的氮化硼納米膜即可用作保護層，從而隔絕金屬鋰和電解質之間的電接觸，氮化硼納米膜在化學上和機械上又對鋰穩定，電子絕緣水平高，所以其可在較大程度上提高鋰離子電池安全性。

　　隨著科技的發展和技術的成熟，鋰離子電池的應用越來越廣泛。鋰離子電池具有單體電壓高、相對質量輕、對環境友好等優點，但是經過多個周期充放電循環后會出現電池容量等性能下降的現象。相同條件下電池容量衰減的越快，電池品質就相對較差。提高鋰離子電池的性能是衡量其質量的重要指標。