锂电池的性能会受哪些因素影响呢？如何提升电池性能呢？
来源：宝鄂实业
2019-06-16 19:56
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我们都知道，锂电池随着充放电次数的增加，容量会越来越少，直接表现就是锂电池的性能越来越差。那么都有哪些因素影响到锂电池的性能呢？
影响锂电池容量的影响因素很多，使用温度、充放电电流、充放电截止电压等因素都会影响锂离子电池的衰降速度。造成锂电池容量衰降的机理可以分为三类：
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内阻和极化增加
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正负极活性物质损失
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Li损失
不同的外部因素对这三者的影响也各不相同。例如LiFePO4材料的锂电池具有非常好的循环性能，但是不同的使用条件对锂电池循环寿命有着重要的影响。试验证明对26650锂电池进行15C脉冲放电和15C连续放电，两种放电制度对于26650锂电池具有完全不同的影响。15C脉冲放电的26650锂电池容量衰降非常快，充放电40次后就无法再进行15C放电，但是仍然能够进行1C放电。而15C连续放电电池容量衰降较慢，60次以后仍然能够进行15C放电，但是1C倍率的衰降速率要快于15C脉冲放电。
机理分析得出结论：15C脉冲放电的电池在负极的SEI膜中出现更多的LiF，而LiF对锂离子扩散的阻碍更大，使得电池的Li+扩散阻抗和电荷交换阻抗迅速增加，从而使得电池在充放电过程中极化电压过大，从而导致LiFePO4大电流放电能力迅速下降。
锂电池的充电策略对于锂电池寿命衰降影响的研究，能够更好的指导我们对锂离子电池的设计。以下就不同充电控制策略对锂离子电池寿命衰降的影响，研究了其作用机理，提出锂离子电池的寿命衰降模型。研究试验表明，当充电电流和截止电压超过一定的数值时，锂离子电池的衰降将被极大的加速，为了降低锂离子电池的衰降速率，需要针对不同的体系，需要选择合适的充放电电流和截止电压。
图2 倍率放电对电池性能的影响
从数据可以看到，随着充电的倍率的加大，锂离子电池的衰降速率也在快速增加，并且从曲线的斜率来看，电池的衰降速度存在三个不同的阶段，前期衰降速度较快的阶段（阶段1），中间衰降速度较慢的稳定阶段（阶段2），和后期的衰降速率加速阶段（阶段3）。针对三个阶段电池的衰降机理的研究认为，阶段1可能是因为电池SEI膜生长需要消耗一部分Li+，因此衰降速度较快。在阶段2随着SEI膜结构的稳定，内部较为稳定，因此衰降速度较慢，在阶段3随着电池老化，开始发生活性物质损失，电极活性界面减少，导致电池对于电流十分敏感。图C是针对不同的截止电压对电池衰降速度影响的实验，从实验结果可以看到，当把充电截止电压提高到4.3V时会导致电池的循环性能急剧恶化，降低充电截止电压可以有效的改善电池的循环性能。
对电池的动态内阻分析如图所示，从图a测试结果来看，当充电电流小于1C时，电池动态内阻随着电池循环的变化趋势几乎时一样的，但是当充电电流超过1C时，电池动态内阻增加速度会随着充电速率的增加而快速增加。从图b的测试结果来看，当充电截止电压为4.3V时，电池动态内阻增加非常迅速表明高截止电压会恶化电池的动力学条件，截止电压为4.1V和4.2V时电池动态内阻增加较为缓慢。
从上述分析我们可以注意到，无论是充电电流还是充电截止电压都存在一个值，当充电电流或者电压超过这个值时就会导致电池衰降加速，对于上述电池这个值是1C和4.2V，当充电电流和截止电压超过这个值后就会加速电池的衰降，当小于这个值时，提高充电电流和截止电压并不会显著的增加电池的衰降速度。对于充电电流和截止电压对电池衰降速度影响的机理研究显示，当充电电流低于1C时主要影响的是正负极活性物质损失，而截止电压低于4.2V时影响的主要是Li损失，当充电电流和截止电压高于这个值时，则会显著的加速正负极活性物质损失和Li损失。
第一个原因是散煤，散煤是直接燃烧以后，直接排放，不经过任何处理的煤炭。中国有7.5亿吨，大电厂的脱硫99%，烧一吨散煤相当于大电厂的99吨。全中国大家搞多少亿方气，没有人算过总帐，最后说不到3亿吨标准煤热值，怎么去煤减气。去年冬天尽管数字，八年前就发表了，结果大家还是强迫煤改气，去年冬天一改完煤改气以后，天然气价格是美国的六倍。风能太阳能发展了四十年，总共的发电量就是1点几亿的发电量。在短期内靠风能太阳能也不行。怎么办？中国要把空气搞干净首先要把煤搞干净以后再去烧。
第二就是中国是农业大国，有打响的劣质柴油和老旧柴油机。
第三个大量的化肥使用造成的氨排放。因为农田一部分吸收了，一部分到空中去了。脱硫，硫在空中就变成硫酸了。光有酸性气体形成雾霾，两个一结合就是雾霾，52%的颗粒是这样形成的。我讲一下怎么解决化肥的事情，不光是化肥，是空气污染。
化肥不是大家研究多少年以后突然搞的东西。二战的时候美国造了100多家硝酸工厂，后来在堆硝酸铵的地方草猛长，发现了它可以当做肥料。 但是这个化肥的影响确实有它的隐蔽性，你用三年五年十年都没问题，但是用了三十年，五十年以后问题来了，硝酸铵强酸弱碱，硝酸留在土地里面，长期下来，把土壤中的细菌杀死，引起土地板结。还有一个感觉，用了化肥30、50年以后的土地长出来的东西看着个大，吃着没味道。因为决定食品营养和味道的是土壤里面的微量矿物质，而长期适用化肥，你土壤中决定食品营养和味道的东西没有了。60年的玉米和2013年的玉米，看着个大，但是钙含量下降了78%。伴随着疾病的产生，怎么办？这个就是为什么海里面的矿物质含量增加，但是土壤中只要大量使用化肥的都在减少。
中国刚好从78—11年，整个粮食增产80%，化肥使用增加了682%，每亩地化肥使用量是平均水平的4倍，再这样下去50年，土地不长了，这个问题怎么办？好在远古时期宝贵的微量元素由煤炭保留下来，大家想想煤炭怎么来的。在燃烧前把不可燃的分离，分离以后不可燃的就作为最好的土壤改良剂，要经过一系列的生物活化和处理过程，做完以后产生全世界最好的有机肥。我们可以产生一个非常干净的，高热值的水煤浆。有了水煤浆就可以解决今天的中国的天然气不够的问题，散煤的燃烧问题。
关于中国电动车的问题，中国电动车这么多年来投资电动车资本操作的一大堆假新闻，特斯拉虽然炒作，但是每个季度在亏钱。比亚迪第一个季度今年利润狂降83%。两个原因，第一成本，这几年大增，第二国家的补贴减少。人类发明铅酸电池早了21年，但是为什么人类最后没有，电动车要有铅酸电池，当时电动车早就有了，人们最后没有选它的很重要原因第一是能量密度，今天铅酸电池密度90，锂电池240，今天比亚迪是180，但是汽油是8600。人类为什么选液体燃料，液体燃料在陆上可以管路输送，海上可以跨海输送。
