液态电解质锂离子电池有什么短板？
来源：宝鄂实业
2019-12-07 11:39
点击量：次
液态电解质锂离子电池短板
(1)SEI膜持续生长
由于SEI膜生长的不致密且正负极材料在循环过程中存在较大的体积膨胀收缩，SEI膜部分成分可以溶解在电解液里，导致正负极表面的SEI膜持续生长，引起活性锂的减少，电解液持续耗尽，内阻、内压不断提高，电极体积膨胀。
(2)过渡金属溶解
对于层状及尖晶石结构氧化物正极材料来说，正极在充电态下处于高氧化态，容易发生还原相变，骨架中的过渡金属离子与电解质中的溶剂相互作用后析出到电解液，并扩散到负极，催化SEI膜进一步生长，同时正极材料表面结构被破坏，内阻增加，可逆容量损失。由于过渡金属催化SEI膜生长的作用，电池中对所有材料的游离磁性金属的要求达到了几十个ppb(1ppb=1×109)级以下，这也导致了电池材料成本的提高。
(3)正极材料析氧
对于高容量的层状氧化物，在充电至较高电压时，正极晶格中的氧容易失去电子，以游离氧的形式从晶格析出，并与电解液发生氧化反应，导致热失控，正极材料结构也逐渐破坏。
(4)电解液氧化
为了提高正极材料容量，需要充电至高电压以便脱出更多的锂，目前针对钴酸锂的电解质溶液可以充电到4.45V，三元材料可以充电到4.35V，继续充到更高电压，电解质会氧化分解，正极表面也会发生不可逆相变。
(5)析锂
由于嵌入负极材料内部动力学较慢的原因，在低温过充或大电流充电下，金属锂直接析出在负极表面，可能导致锂枝晶，造成微短路;高活性的金属锂与液体电解质直接发生还原反应，损失活性锂，增加内阻。
(1)SEI膜持续生长
由于SEI膜生长的不致密且正负极材料在循环过程中存在较大的体积膨胀收缩，SEI膜部分成分可以溶解在电解液里，导致正负极表面的SEI膜持续生长，引起活性锂的减少，电解液持续耗尽，内阻、内压不断提高，电极体积膨胀。
(2)过渡金属溶解
对于层状及尖晶石结构氧化物正极材料来说，正极在充电态下处于高氧化态，容易发生还原相变，骨架中的过渡金属离子与电解质中的溶剂相互作用后析出到电解液，并扩散到负极，催化SEI膜进一步生长，同时正极材料表面结构被破坏，内阻增加，可逆容量损失。由于过渡金属催化SEI膜生长的作用，电池中对所有材料的游离磁性金属的要求达到了几十个ppb(1ppb=1×109)级以下，这也导致了电池材料成本的提高。
(3)正极材料析氧
对于高容量的层状氧化物，在充电至较高电压时，正极晶格中的氧容易失去电子，以游离氧的形式从晶格析出，并与电解液发生氧化反应，导致热失控，正极材料结构也逐渐破坏。
(4)电解液氧化
为了提高正极材料容量，需要充电至高电压以便脱出更多的锂，目前针对钴酸锂的电解质溶液可以充电到4.45V，三元材料可以充电到4.35V，继续充到更高电压，电解质会氧化分解，正极表面也会发生不可逆相变。
(5)析锂
由于嵌入负极材料内部动力学较慢的原因，在低温过充或大电流充电下，金属锂直接析出在负极表面，可能导致锂枝晶，造成微短路;高活性的金属锂与液体电解质直接发生还原反应，损失活性锂，增加内阻。
