浅析锂离子电池容量衰减的原因
来源：宝鄂实业
2020-03-23 14:27
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锂离子电池的初步分类
1. 根据锂电池的电解质数据，锂离子电池可分为液态锂电池(LIB)和聚合物锂离子电池(LIP)。
二世。根据充电方式，可分为不可充电和可充电两类。
三世。锂电池外观:方形锂电池(如常用手机电池)和圆柱形锂电池(如18650、18500);
四、锂电池外包数据:铝锂电池、钢锂电池、软包电池;
五、锂电池由正极和负极数据(添加剂)组成:锂钴氧化物(LiCoO2)电池、锂锰酸(LiMn2O4)电池、磷酸铁锂电池、一次性锂锰氧化物电池。
锂离子电池容量衰减的原因
锂离子电池是继镍镉电池和镍氢电池之后发展最快的二次电池。它的高能特性使它的未来看起来很光明。然而，锂离子电池并不完美。最大的问题是充电和放电周期的稳定性。本文总结分析了锂离子电池容量衰减的可能原因，包括过充、电解液分化和自放电。
原因1:收费过高
1. 石墨阳极过充响应:
当电池过度充电时，锂离子会简单地在负极表面恢复和积累
锂离子在负极表面的积聚阻碍了锂离子的插入。放电功率下降和容量损失的原因有:
(1)可回收锂减少;
(2)锂金属与溶剂或支撑电解液的堆积反应形成Li2CO3、LiF或其他产物;
(3)金属锂一般是在负极和间隙之间形成的，可能是空隙之间的空隙增加了电池的电阻;
由于锂的性质非常活泼，容易与电解液发生反应而消耗电解液。
充电速度快，电流密度过大，负极化严重，锂离子积聚将更加明显。这种情况只发生在正活性物质与负活性物质相关联的过量的情况下。然而，在高充电率的情况下，即使正极和负极的活性物质份额是正常的，金属锂的积累也可能发生。
2、正面回应太多
当正极活性物质与负极活性物质的比例过低时，就会发生简单的正极过充。正极过充导致容量损失的主要原因是电化学惰性物质(如Co3O4、Mn2O3等)的攻击破坏了电极间的容量平衡，容量损失是不可逆的。
(1)LiyCoO2
LiyCoO2 - (1 -) y / 3 [Co3O4 + O2 (g)] + yLiCoO2 y < 0.4
由于在电解液分异过程中不存在复合反应(如H2O的形成)和可燃气体的积累，因此密封锂离子电池中正极数据的结果是不可想象的。
(2) - MnO2
锂锰氧化物完全除锂时:lambda -MnO2→Mn2O3+O2(g)
3.电解液过充时的氧化反应
当压力大于4.5v时，电解液会氧化成不溶性物质(如Li2Co3)和气体，阻碍锂离子在电极孔隙中的迁移，在循环过程中造成容量损失。
