锂离子电池容的量衰减原因有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-05-09 08:41
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对电池能量密度的需求不断增加，需要具有更高容量的新型电极材料。最近，科学家们报道了一系列除了商业化石墨阳极之外的新型阳极材料，包括Si、SnO2、Fe2O3等。这些阳极材料与石墨相比具有更高的初始容量。然而，这些大容量电极在充放电过程中的体积变化是一个新问题，这将导致快速容量衰减。以往的工作主要集中在设计纳米结构材料以解决体积变化大的问题，但是纳米材料也有一些局限性，如抽头密度低，不利于实际应用。
该研究的第一作者小明说：“鉴定出的新型阳极材料CaV4O9微花显示出非常有希望和令人兴奋的特性。”研究人员发现，当用于锂离子电池时，CaV4O9微花阳极可以显示大约700mAh g-1的可逆重量容量，大约是商业石墨的两倍。当高质量负载量为4.4毫克CM-2时，它可以显示出高面积面积的2.5 MAH CM-2。更重要的是，它显示出优异的循环稳定性。研究人员展示了一个稳定的循环超过400个周期，面积容量超过1.5毫安CM-2。
质量负载和面电容是电极的重要参数。在实际应用中，高质量负载和高面积容量是必要的。然而，以往对大容量阳极的研究大多只提供极低质量负载水平（<1.0mg cm-2）下的电化学性能。在这种情况下，获得的数据，如循环稳定性和速率能力看起来目前现在的动力锂电池主要的就两种：磷酸铁锂和三元锂。磷酸铁锂长于寿命和安全性，而三元锂长于低温性能和单位电池的电容量。
对于电池寿命，普通的电子产品上的锂离子电池使用寿命大概是5到20年，平均可以达到8年。不过以现在的技术水平，锂离子电池在电动汽车上的使用寿命大约只有3-5年。
之所以电动汽车电池寿命较短，原因无外乎是工作环境影响和大规模充放电所致。三元锂的循环次数在500到1000次左右，磷酸铁锂在2000次左右；
以最少的500次为例，奇瑞EQ续航是200公里，综合工况按80%计算是160公里，500X160=8万，也就是说正常情况下，奇瑞EQ实际行驶大约8万公里的时候，电池容量就会衰减至最初的80%；如果按磷酸铁锂的2000次计算，大概是32万公里，如果续航400公里的话则是64万公里。
如果当电动汽车上的电池容量衰减到初始容量的80%以下时，电动汽车的续驶里程将会明显减少，当电池容量衰减到70%以下时，就必须要更换电池了。
对于目前的很多纯电动汽车来说，电池的成本大约占汽车总成本的40%左右，也就是说，更换电池就相当于换了小半个车。非常好，非常有前景，但实际上低质量负载伴随着低面积容量远离实际应用的水平，”小明解释道。“我们在高质量负载和高面积容量下的结果表明，CaV4O9微花是一种很有前途的新型阳极材料。”
