影响锂离子电池极化的因素有哪些?
来源：宝鄂实业
2019-12-30 21:33
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影响锂离子电池极化的因素有哪些?锂电池在充放电过程中存在极化现象。锂离子电池的极化一般可分为欧姆极化、电化学极化和浓差极化三大类。几种极化的响应速率也不同。影响极化程度的因素很多，但一般来说，充放电电流密度越大，极化越大。
锂离子电池。JPG
锂离子电池的极化是什么?
当电流通过电池时，电位偏离平衡电位，即电极极化。交叉电势是实际电势和平衡电势之间的差，用来测量极化的程度。铅酸电池、锂电池、镍氢电池等常用电池存在电池极化现象。
(1)欧姆极化
顾名思义，锂离子电池由欧姆电阻引起的极化称为欧姆极化，也称为电阻极化。电池的欧姆电阻(R)由电极材料、电解液、隔膜电阻和各部分的接触电阻组成。当通过一定的电流时，可以计算出它的极化电位，E=IR(ohm)。
(2)电化学极化
极化是由于正极和负极上的电化学反应速率低于电子的移动速率。电化学极化一般被认为是微秒级的。
(3)浓差极化
极化是由于锂离子在固相中的扩散速率低于电化学反应的扩散速率。浓差极化一般被认为是秒级的。
影响锂离子电池极化的因素有哪些?
锂离子电池本质上是锂离子浓度差的电池，锂离子电池的充放电过程是锂离子嵌在正极和负极而出的过程。影响锂离子电池极化的因素有:
1. 电解液的影响:电解液电导率低是锂离子电池极化的主要原因。在一般温度范围内，锂离子电池电解液的电导率通常只有0.01 ~ 0.1S/cm，为水溶液的1%。因此，当锂离子电池在高电流下放电时，电解液无法补充锂离子，会发生极化。提高电解质的电导率是提高锂离子电池放电能力的关键因素。
2. 正极材料的影响:大的锂离子向正极材料表面扩散的通道加长，不利于大的倍增器放电。
3.导电剂:导电剂的含量是影响大功率放电性能的重要因素。如果正方式中导电剂的含量不足，大电流放电时电子不能及时转移，极化电阻迅速增大，电池电压很快下降到放电截止电压。
4. 杆件设计的影响:
极片厚度:在大电流放电的条件下，活性物质的反应速度非常快，这就要求锂离子在材料中迅速的嵌入和析出。如果极板较厚，锂离子的扩散路径会增加，极板的厚度会产生较大的锂离子浓度梯度。
压实密度:极板压实密度越大，孔隙越小，锂离子沿极板厚度方向的路径越长。此外，如果压实密度过高，材料与电解质的接触面积会减小，电极反应部位会减小，电池的内阻也会增大。
5. SEI膜的影响:SEI膜的形成增加了电极/电解质界面的电阻，导致电压滞后，即极化。
不同的充电方式对锂电池的极化特性有不同的影响。电池的极化会使电池的端电压升高，导致电池充电不理想，充电时间延长。严重的极化还会导致电池严重发热和锂离子在负极表面结晶，这将会产生影响
