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告訴你手機(jī)電池容量越用越少的真相

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2021年12月25日  

手機(jī)電池上都貼著一個(gè)有關(guān)電池容量的標(biāo)簽,一般會(huì)以毫安時(shí)或mAh來(lái)表示,這一容量關(guān)系到手機(jī)的電池的使用時(shí)間的長(zhǎng)短,但這一容量?jī)H表示電池最大容量的理論值,而隨著電池的使用,電池實(shí)際容量會(huì)逐漸縮小,這又是為何呢?


在理想中的鋰離子電池中,在其循環(huán)周期內(nèi)容量平衡不會(huì)發(fā)生改變,每次循環(huán)中的初始容量為一定值。但是理論跟實(shí)際還是有所差別的。在鋰離子電池內(nèi)部是會(huì)不斷發(fā)生副反應(yīng)的,如電解液分解、活性物質(zhì)溶解、金屬鋰沉積等,而且這種副反應(yīng)是不可逆的,會(huì)對(duì)電池的性能造成影響。


過(guò)充電


在電池過(guò)充時(shí),電池的正極和負(fù)極都會(huì)發(fā)生造成容量損失的反應(yīng)。在負(fù)極,鋰離子容易還原沉積在負(fù)極表面,阻塞了鋰的嵌入。導(dǎo)致放電效率降低和容量損失。而在正極,當(dāng)正極活性物相關(guān)于負(fù)極活性物比例過(guò)低時(shí),容易發(fā)生正極過(guò)充電。正極過(guò)充導(dǎo)致容量損失重要是由于電化學(xué)惰性物質(zhì),破壞了電極間的容量平衡,其容量損失是不可逆的。


另外在過(guò)充時(shí)電解液里也會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。當(dāng)壓高于4.5V時(shí)電解液就會(huì)氧化生成不溶物和氣體,這些不溶物會(huì)堵塞在電極的微孔里面阻礙鋰離子的遷移而造成循環(huán)過(guò)程中容量損失。另外出現(xiàn)的氧化物氣體會(huì)使電解質(zhì)濃度升高,電解液穩(wěn)定性下降,最終影響電池的容量。假設(shè)每次充電時(shí)都消耗一小部分電解液,那么在電池裝配時(shí)就要更多的電解液。關(guān)于恒定的容器來(lái)說(shuō),這就意味著裝入更少量的活性物質(zhì),這樣會(huì)造成初始容量的下降。此外,若出現(xiàn)固體產(chǎn)物,則會(huì)在電極表面形成鈍化膜,這將引起電池極化增大而降低電池的輸出電壓。


二、電解液分解


電解液由溶劑和支持電解質(zhì)組成,在正極分解后通常形成不溶性產(chǎn)物L(fēng)i2Co3和LiF等,通過(guò)阻塞電極的孔隙而降低電池容量,電解液還原反應(yīng)對(duì)電池的容量和循環(huán)壽命會(huì)出現(xiàn)不良影響。此外,在初次充放電時(shí)電解液分解會(huì)在電極表面形成鈍化膜,鈍化膜的形成要消耗鋰離子,這會(huì)導(dǎo)致兩極間容量失衡而造成整個(gè)電池比容量降低。


三、自放電


自放電是指電池在未使用狀態(tài)下,電容量自然損失的現(xiàn)象。鋰離子電池自放電導(dǎo)致容量損失分兩種情況:一是可逆容量損失;二是不可逆容量的損失。可逆容量損失是指損失的容量能在充電時(shí)恢復(fù),而不可逆容量損失則相反,正負(fù)極在充電狀態(tài)下可能與電解質(zhì)發(fā)生微電池用途,發(fā)生鋰離子嵌入與脫嵌,正負(fù)極嵌入和脫嵌的鋰離子只與電解液的鋰離子有關(guān),正負(fù)極容量因此不平衡,充電時(shí)這部分容量損失不能恢復(fù)


四、電極不穩(wěn)定性


正極活性物質(zhì)在充電狀態(tài)下會(huì)氧化電解質(zhì)分解而造成容量損失。影響正極材料溶解的因素有:正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)缺陷;充電電勢(shì)過(guò)高;正極材料中炭黑的含量。


五、集流體


銅和鋁分別是負(fù)極和正極集流體常用的材料。其中鋁箔無(wú)論是在空氣種還是在電解液中都比較容易在表面形成氧化物膜,同時(shí),集流體表面全面腐蝕和局部腐蝕(如點(diǎn)蝕)以及粘附性差等原因都會(huì)使得電極反應(yīng)阻力增大,電池內(nèi)阻新增,導(dǎo)致容量損失和放電效率降低。銅集流體在使用過(guò)程中腐蝕生成一層絕緣腐蝕產(chǎn)物膜。致使電池內(nèi)阻增大,循環(huán)過(guò)程中放電效率下降,造成容量損失。


因此電池容量的損耗跟電池自身的質(zhì)量有關(guān),同時(shí)在充電時(shí)還要注意避使用劣質(zhì)充電器又或者是高溫環(huán)境下工作。不過(guò)現(xiàn)在手機(jī)更新?lián)Q代這么快,大多情況下你電池還沒(méi)有任何問(wèn)題時(shí)你手機(jī)就已經(jīng)換新了,所以在使用時(shí)也不用特別在意。


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