鋰離子電池的最大容量隨著使用量的新增而降低的原因是什么?

常見的家用可充電電池，如鋰離子電池和鎳鎘鎳金屬氫化物電池，其最大容量隨著使用時間的新增而減少。這是什么原因呢?今天就讓云帆鋰離子電池專家?guī)黄鹛接?

內(nèi)因及外因:

1.內(nèi)部的原因

(1)在電極中，反復充放電可以降低電極活性的表面產(chǎn)物，提高電流密度，新增極化;活性物質的結構改變了。活性粒子的電接觸變差，甚至下降。電極數(shù)據(jù)(包括集電極流體)的腐蝕;

目前常用的電池負極為石墨,陽極LiCoO2,LiMn2O4,磷酸鐵鋰離子電池將一些初始電解液在電極表面形成一層SEI(固態(tài)電解質膜,其成分重要是ROCO2Li碳酸(EC和PC循環(huán)復蘇產(chǎn)品),ROCO2Li和ROLi碳酸(DEC、DMC鏈產(chǎn)品)復蘇,Li2CO3(殘余水和ROCO2Li反應產(chǎn)品),假如使用LiPF6,高頻的殘余和SEIROCO2Li,使SEI重要是LiF和ROLi。

SEI李+導體,當脫嵌鋰碳電極體積變化很小,但即使很小,其內(nèi)部壓力將使消極的打破,暴露新的碳外觀與溶劑反應了SEI膜,從而構成了鋰離子和電解質丟失,和積極的程度的數(shù)據(jù)在一個特定的活性物質是蓬松的請勿觸摸損失校正永久結構,因此，消耗的正與負構成了能力的遞減;此外，添加的SEI會形成界面的電阻層框架，新增電化學反應的極化電位，構成電池的功能衰減

在電極中，隨著充放電的響應，粘接劑的功能會逐漸下降，粘接劑的強度會下降，從而使電極數(shù)據(jù)下降。

銅箔和鋁箔是常用的負極和正極集電極液，兩者都容易發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物聚集在集電極液膜的表面，新增內(nèi)阻，銅離子也可形成枝晶，穿透縫隙，使電池失效。

(2)在電解質溶液方面，電解質或導電鹽的分化導致其電導率下降，這種分化構成界面鈍化;

鋰離子電池液體電解質一般由溶質(如LiPF6、LiBF4、LiClO4等鋰鹽)、溶劑和特殊添加劑組成。電解質具有良好的離子導電性和電子絕緣性，并且在正極和負極之間傳導電流。第一次充電和放電后,過度充電和過放電,長周期后,電解質的降解效果將發(fā)生在鋰離子電池,伴隨著一代的氣體,氣體組分相對混亂,它不能消除某種反應后的電池。然后添加電池的充放電次數(shù)。由于電極數(shù)據(jù)的氧化和腐蝕會消耗部分電解液，導致電解液不足，電極不能完全沖洗到電解液中，從而導致電化學反應不完全，使電池容量不能滿足規(guī)劃要求。

(3)屏障堵塞或損壞、電池內(nèi)部短路等

這個屏障的用途是將電池的正極和負極分開，以防止南北兩極之間的直接短路。在鋰離子電池循環(huán)過程中，隔膜逐漸干化，失效是電池功能在早期下降的重要原因。這重要是由于隨著電解液在勢壘中干燥，溶液電阻增大，勢壘的電化學穩(wěn)定性和機械性能下降，電解液在反復充電過程中潤濕性下降。由于間隙干燥，電池的歐姆電阻增大，導致放電不完全，電池多次過充容量大，電池容量無法恢復到初始狀態(tài)，大大降低了電池的放電容量和使用壽命。

2.外部的原因

(1)快速充放電

在快速充電的情況下，電流密度過大，負極極化嚴重，鋰的積聚會更加明顯，使得銅箔在銅箔與碳活性物質的邊界處易脆，容易出現(xiàn)裂紋。電池的自發(fā)纏繞受到固定空間的限制，銅箔不能自由拉伸出現(xiàn)壓力。在壓力的用途下，原有的裂紋擴展和擴大，銅箔由于膨脹空間不足而斷裂。

(2)溫度

當溫度明顯高于室溫時，首先考慮的是有機電解質的熱穩(wěn)定性，包括有機電解質本身的熱穩(wěn)定性以及電極與電解質相互用途的熱穩(wěn)定性。一般認為，正極/有機電解質的反應對kk離子電池安全性的影響是重要因素。由于正電極與電解質的反應動力學非常快，因此控制了整個電池的耐熱性能。假如電池的環(huán)境溫度高到足以引起正電解質的反應，則會導致電池的熱失控，甚至發(fā)生火災和爆炸。放電電流的大小直接影響到鋰離子電池的放電容量。在大電流放電情況下，不僅存在嚴重的電解質界面極化，也存在活性體即嵌入離子和電極的擴散極化。

(3)長時間深度充電

放電要從內(nèi)部結構轉移過來，一是形成電解液過度蒸發(fā)，二是鋰離子電池負極過度響應電介質膜的變化，其組成能力發(fā)生脫模，構成永久性的容量損失;充電重要來自深夜的電壓穩(wěn)定和電網(wǎng)電壓上升,這個充電器已經(jīng)停止充電,電壓升高后,將繼續(xù)收費,收費過高導致電池正極的形成數(shù)據(jù)結構變革能力損失,氧氣和電解質的分化劇烈的氧化反應和燃燒爆炸;電解液有機溶劑/電解液鋰鹽分化;負極鋰離子析出會導致負極銅離子的溶解，正極形成銅枝晶。

(4)感覺與沖擊

一般是工藝原因，如焊接牢固與否，內(nèi)部電路規(guī)劃是否合理等關系。