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电池博客

影响锂电池容量的因素有哪些

来源:宝鄂实业    2019-01-21 16:24    点击量:
锂电池容量缩减的原因介绍:正极材料的结构变化

正极材料是锂离子的主要来源,当锂离子从正极中脱出时候,为了维持材料电中性状态,金属元素必然会被氧化到达一个高的氧化态,这里就伴随了组分的转变。组分的转变容易导致相转移和体相结构的变化。电极材料相转变可以引起晶格参数的变化及晶格失配,由此产生的诱导应力引起晶粒的破碎,并引发裂纹的传播,造成材料的结构发生机械破坏,从而引起电化学性能衰减。

KIM[1]等对层状LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 正极材料的微观结构进行了研究分析,由于Li+(0.76 Å)与Ni2+(0.69 Å)有相近的离子半径,富镍材料较易出现Ni2+向Li+空穴迁移的情况,导致产生结构的无序性;体积的反复变化导致活性材料产生裂纹及孔隙,随着循环的进行,材料结构逐渐由菱方结构转变成尖晶石相,在循环初期结构的激烈变化导致容量及电压的快速衰退。
 

商业化锂电池常用的负极材料有碳材料、钛酸锂等,本文以典型负极石墨进行分析。锂电池容量的衰减第一次发生于化成阶段,在这个阶段会在负极表面形成SEI,消耗部分锂离子。

随着锂电池使用,石墨结构的变化也会造成电池容量下降。LIU[2]等研究了LiFePO4/C 电池的容量衰减机制,同样适用于三元锂电池,研究发现循环后的碳材料虽然保持了石墨的形貌结构,但是其(002)晶面的半高宽变大,导致c 轴方向的晶粒尺寸变小,晶体结构的改变导致碳材料出现裂纹,进而破坏负极表面的SEI 膜并促进SEI 膜的修复,SEI 膜的过度生长消耗活性锂,因此造成了电池的不可逆容量衰减。
 

充电电池代替一次电池正在运用到许多场合,电池容量的高低是决定电池质量的主要内容,但是社会上充斥着各种伪劣电池,我们可以用简单的三步法测量电池的真正容量工具/原料

万用表,充电器,电池

说明 电池容量一般用mAh毫安时表示,1mAh表示:1毫安电流放电1个小时电池总容量用C表示步骤/方法把电池充满电,单只锂电池充充满电后的电压是4.2V;用万用表使电池恒流(0.5C,相对于电池容量而言)放电,终止电压设定为3v;用恒流放电的时间乘以放电电流就是电池容量了;检验:如果恒流放电不能达到两个小时,那么标称电压就是不够的。电池就有假冒伪劣的可能性。
注意事项
容量测试是以满电电压和设定的终止电压为参数的,因为锂电池的最低放电电压是2.75V,所以,小于3V的电压已经对锂电池测试没有意义;固定电流放电一般用多少C表示,锂电池一般用0.5C放电进行测试。