锂动力电池自放电大小可以用三种形式来表示吗？
来源：宝鄂实业
2019-05-20 15:41
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1）用每天锂动力电池端电压下降了多少mV来衡量，即mV/天，合格的锂动力电池一天的压降不应超过2mV。
2）用的K值表示，锂动力电池在单位时间内压降多少，也就是mV/h，即一个小时锂动力电池端电压电压下降了多少mV，合格的锂动力电池K值一般都在0.08mV/h以内，锂动力电池K值表示式如下：
K=V1-V2/△T
式中：V1为一小时前的锂动力电池端电压，V2为一小时后的锂动力电池端电压。
3）用自放电率来表示，即在规定时间内锂动力电池容量降低的百分数：
式中：Y%为自放电率；C1为锂动力电池搁置前的容量；C2为锂动力电池搁置后的容量；T为锂动力电池的搁置时间，一般用天、周、月或年来表示。
锂动力电池由于受到电解液适配性、石墨负极特性、装配不一致等原因，常常会在使用或存放过程中出现电压下降的现象。电压下降的很大一部分原因是由锂动力电池电芯自身的自放电引起的。
2.锂动力电池自放电的原因
锂动力电池产生自放电的主要原因是由于电极在电解液中处于热力学的不稳定状态，锂即动力电池的两个电极各自发生氧化还原反应的结果。在锂动力电池的两个电极中，负极的自放电是主要的，自放电的发生使活性物质被消耗，转变成不能利用的热能。
锂动力电池自放电速率的大小是由动力学的因素决定的，主要取决于电极材料的本性、表面状态、电解液的组成和浓度、杂质含量等，也取决与搁置的环境条件，如温度和湿度等因素。
（1）物理微短路
物理微短路是造成锂动力电池端电压下降的直接原因，其直接表现是锂动力电池在常温、高温存储一段时间后，锂动力电池电压低于正常截止电压。与化学反应引起自放电相比，物理微短路引起的自放电是不会造成锂动力电池容量不可逆损失的。
通过观察和测量拆开的锂动力电池隔膜上黑点的数量、形貌、大小、元素成分等，来判断锂动力电池物理自放电的大小及其可能的原因：一般情况下，物理自放电越大，黑点的数量越多，形貌越深（特别是会穿透到隔膜另一面）；依据黑点的金属元素成分判断锂动力电池中可能含有的金属杂质。引起物理微短路的原因很多，分为如下几种：
1）粉尘。将微短路的锂动力电池拆开，可发现锂动力电池的隔膜上会出现黑点。如果黑点的位置处于隔膜中间，大概率是因粉尘击穿的。锂动力电池在生产制造过程中，不可避免的混入灰尘杂质，这些杂质属性复杂，有些杂质可以造成正负极的轻微导通，使得电荷中和，电量受损。
锂动力电在制成时，杂质造成的微短路所引起的不可逆反应，是造成个别锂动力电池自放电偏大的最主要原因。空气中的粉尘或者制成时极片、隔膜沾上的金属粉末都会造成内部微短路。生产时绝对的无尘是做不到的，当粉尘不足以达到刺穿隔膜进而使正负极短路接触时，其对锂动力电池的影响并不大。
但是当粉尘严重到刺穿隔膜这个“度”时，对锂动力电的影响就会非常明显。由于有是否刺穿隔膜这个“度”的存在，因此在测试大批锂动力电自放电率时，经常会发现大部分锂动力电的自放电率都集中在一个不大的范围内，而只有小部分锂动力电的自放电明显偏高且分布离散，这些应该就是隔膜被刺穿的锂动力电。
2）毛刺。将微短路的锂动力电池拆开，当发现锂动力电池的隔膜上出现的黑点处于边缘位置占多数，便是极片分切过程中产生的毛刺引起的。在锂动力电池电芯生命初期，只表现为自放电较高，而时间越长，其造成正负极大规模短路的可能性越大，是锂动力电池热失控的一个重要成因。
3）正极金属杂质。正极的金属杂质经过充电反应后，也是击穿隔膜，在隔膜上形成黑点，造成了物理微短路的原因。一般来说，只要是金属杂质，都会对锂动力电池自放电产生较大影响，一般是金属单质影响最大。据部分文献所述，影响排序如：Cu＞Zn＞Fe＞Fe2O3。比如很多正极铁锂材料就会面临自放电过大的问题，也就是铁杂质超标引起的。
4）负极金属杂质。由于原电池的形成，负极金属杂质会游离出来，在隔膜处沉积而造成隔膜导通，形成物理微短路，某些低端的负极材料经常会遇见这样的情况。负极浆料中的金属杂质对自放电的影响力不及正极中的金属杂质，其中Cu、Zn对自放电影响较大。
5）辅材的金属杂质。例如CMC、胶带中的金属杂质。随着时间的增加，金属杂质引发的金属枝晶在不断生长，最后穿透隔膜，导致正负极的微短路，不断消耗电量，导致锂动力电池端电压降低。
（2）电化学材料的副反应
1）正极材料，主要是各类锂的化合物，其始终与电解液存在着微量的反应，环境条件不同，反应的激烈程度也不同。正极材料与电解液反应生成不溶产物，使得反应不可逆。参与反应的正极材料，失去了原来的结构，锂动力电池失去相应电量和永久容量。
正极与电解液发生的不可逆反应，主要发生于锰酸锂、镍酸锂这两种易发生结构缺陷的材料，例如锰酸锂正极与电解液中锂离子的反应：
LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4
2）负极材料，石墨负极原本就具备与电解液反应的能力，在化成过程中，反应产物SEI膜附着在电极表面，才使得电极与电解液停止了激烈的反应。若SEI膜有缺陷，这个反应也一直在少量进行。电解液与负极的反应，同时消耗电解液中的锂离子和负极材料。反应带来电量损失的同时，也带来锂动力电池最大可用容量的损失。
负极材料与电解液发生的不可逆反应，化成时形成的SEI膜就是为了保护负极不受电解液的腐蚀，负极与电解液可能发生的反应为：
LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe-
3）电解液，电解液除了与正负极反应，还与自身材质中的杂质反应，与正负极材料中的杂质反应，这些反应均会生成不可逆的产物，使得锂离子总量减少，也是锂动力电池最大可用容量损失的原因。电解液自身所带杂质引起的不可逆反应有：
