分析锂电池自放电的原因及控制方法
来源：宝鄂实业
2020-02-27 13:06
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分析了锂电池自放电的原因及控制方法
物理微短路是锂电池电压偏低的直接原因。直接表现为电池在室温和高温下储存一段时间后，电池电压低于正常的截止电压。与化学反应引起的自放电相比，物理微短路引起的自放电不会构成锂电池容量的不可逆损耗。
由于电解液的适应性、石墨负极特性、组装不一致等原因，锂电池在使用或储存过程中经常出现电压下降的现象。电压下降的主要原因是电池本身的自放电。
电池自放电的大小可以用两种方式来表示:一是用每天多少个mV的压降来衡量，即mV/ day，一个好的电池一天的压降不会超过2mV;另一个K值也常用来表示方法，即单位时间电压降多少，即mV/h，每小时电压降多少，一个好的电池K值一般在0.08mV/h之内。
一、自放电原因
锂电池过度自放电有两个原因:物理微短路和化学反应。分析以下两个原因:
1. 物理微短路
物理微短路是锂电池电压偏低的直接原因。直接表现为电池在室温和高温下储存一段时间后，电池电压低于正常的截止电压。与化学反应引起的自放电相比，物理微短路引起的自放电不会构成锂电池容量的不可逆损耗。引起物理微短路的情况有很多，包括以下几种:
A.灰尘和毛刺
当我们用一个小短路拆开电池时，我们经常发现电池之间的间隙有黑点。如果黑点的方位在距离中心，那么大概率是灰尘击穿。假如黑点在边缘方位角占多数，则是极片分割过程中出现的毛刺造成的，这两点比较好区分。
带正极和负极的金属杂质
在电池中，金属杂质与化学和电化学腐蚀反应并溶解到电解液中:
M→Mn+ + ne-;
之后Mn+向负极迁移，积累金属:
Mn+ + ne-→M;
随着时间的推移，金属树突不断生长，最终穿透缝隙，导致正极和负极的微短路，持续耗电，导致电压下降。
积极的金属杂质
正极中的金属杂质在充电和反应后也会破坏间隙，在间隙上形成黑点，形成物理微短路。一般来说，只要有金属杂质，就会对电池的自放电攻击产生较大的影响，一般是对金属元素影响最大的。根据一些文献，影响的排序如下:Cu >， Zn >， Fe > Fe2O3。例如，许多正极的锂铁材料会面临过量的自放电问题，这是由于过量的铁杂质造成的。
(2)金属负杂质
由于原电池的组成，负极中的金属杂质会游离，并在间隙中堆积形成间隙，形成物理短路，我国一些低端负极数据经常遇到这种情况。阴极料浆中猜对金属杂质对自放电的影响小于阳极料浆，铜、锌对自放电的影响较大。
辅助材料的金属杂质
如CMC、带金属杂质
