影响锂电池高倍率充放电性能的因素解读
来源：宝鄂实业
2019-12-15 19:51
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锂电池的充放电速率是多少?众所周知，锂电池随着充放电次数的增加，容量会越来越小，锂电池的直接性能越来越差。锂电池快速充放电的本质是锂离子能够在正极和负极材料之间快速引爆。电池材料的性能、工艺设计和充放电系统都影响大电流的充电性能。你知道锂电池的充放电速率是多少吗?锂电池的放电C率是怎样一个又一个的?
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锂电池的充放电速率
充放电速率是电池在规定时间内放电额定容量所需的电流值。
锂离子电池的充放电率决定了我们在电池中储存一定能量的速度，或者我们从电池中释放能量的速度。当然，存储和释放过程是受控的、安全的，不会显著影响电池寿命或其他性能指标。
倍增器指数:电池作为动力工具，尤其是电动汽车的动力载体，尤为重要。充电时间长，放电不宜过强，否则电池会老化过快，甚至会造成安全问题。但是在很多应用中，我们需要高充放电性能的电池，所以我们又被困在这里了。
锂离子电池充放电倍率性能的好坏直接关系到锂离子在正极和负极、电解液及其界面处的迁移能力。所有影响锂离子迁移速度的因素(这些影响因素也可以等效于电池的内阻)都会影响锂离子电池的充放电倍率性能。此外，电池的内部散热率也是影响倍增器性能的重要因素。如果散热速度较慢，大倍增器充放电时积累的热量无法传递，将严重影响锂离子电池的安全性和寿命。
影响高倍增器锂电池充放电性能的因素
1. 容量:容量维持能力差是锂电池阴极在高倍率充放电过程中最大的问题，主要与电极材料的结构、粒度、电极电导率以及SEI膜在电极表面的稳定性有关。
2. 材料尺寸:锂电池正极材料的尺寸直接关系到锂离子扩散路径的长度，这对电极的高倍增器性能有很大的影响。
3、电极表面电阻:锂离子嵌入负极的过程中,首先要扩散到固体电解质界面膜(SEI膜)和阴极材料界面,所以电极表面电阻相当于一个阈值的过程中锂离子扩散,影响嵌入锂离子,特别是在高速充放电更加明显。
限制锂离子电池充放电性能的因素
为了研究和提高锂离子电池的充放电性能，需要提高锂离子的迁移速度和电池的内部冷却速率。
1. 提高锂离子在正极和负极中的扩散能力
锂离子在正极/负极活性材料中的去除率和包埋率，即锂离子从正极/负极活性材料中逃逸的速率，是影响充放电比的重要因素。
在阴极材料中，我们希望电极片足够薄，即活性材料的厚度要小，所以我们希望尽可能的增加阴极材料的压实密度。在活性材料内部，应该有足够的孔隙间隙，有的地方没有，有的地方没有，这就需要优化阴极材料的结构，改变粒子与结构之间的距离，实现均匀分布。
2. 提高电解质的离子电导率
目前，锂离子电池使用的是有机电解质，无论是液态电解质还是固态电解质，其离子电导率都不是很高。电解质电阻是整个电池电阻的重要组成部分，其对锂离子电池高功率性能的影响不容忽视。
