锂电池自放电的影响因素以及误区是什么?
来源:宝鄂实业
2019-08-10 22:03
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正负极材料、电解液种类、隔膜厚度种类:由于自放电很大程度上是发生于材料之间,因此材料的性能对自放电有很大的影响。但是材料的各个具体参数(比如正负极的粒径、电解液的电导率、隔膜的孔隙率等)对自放电的影响到底有多大、有影响的原因是什么?这一问题不是研究的重点。一是问题本身太过复杂,二是对量产、搞研究皆没有太大意义。不过好在文武的同事曾经做过实验,发现三元电池的自放电率要高于钴酸锂电池。但是再多的,就不知道了(子曰:知之为知之,不知为不知,是智也)。
2.存储的时间:存储时间变长,一方面是使压降的绝对值增大(废话),另一方面则变相的减少了“仪器绝对误差/压降值”,从而使结果更为准确。文武通过实验发现,使用精度为0.1mV的仪器测试自放电,当测试时间超过14天时,才能够将问题电芯(什么是问题电芯将在下面的文字中回答)与正常电芯区分出来(当然文武那批电池K值很小,0.13mV/d左右)。
3.存储的条件:温度和湿度的增加,会增大自放电程度。这点很好理解且论坛里下载的文献中也见过这类数据,不再赘述。
4.测试的初始电压:初始电压(或者说一次电压)不同,所得K值差别明显。文武曾将一批电池分为三组,初始电压分别为A组3.92V(我们的出厂电压)、B组3.85V、C组3.8V,然后测量K值(该批电池在实验前已经进行了筛选,自放电水平相近且存储、测试条件完全一致)。结果发现,A组的K值为X,B组K值约为1.8X,而C组虽然也会X,但是电压有一个先升后降得阶段。类似的结论在其它自放电测试中也有体现。不过,电池的自放电研究的终究是容量的损失,因此在不同初始电压条件下虽然K值相差很多,但是容量损失差多少并不知道。考虑到测试容量误差太大(做循环时候充/放能控制在100%±1%就不错了),因此并没有做过此类实验。感兴趣的朋友可以尝试一下。
自放电的误区:
充电后的自放电:一些朋友表示充电后电池压降很快,说这是自放电过快。发生该情况的原因是电池在充电过程中的极化,造成充电电压高于电池实际电压。充电后电压下降的过程,就是电池电压从充电电压下降回归到自身本身电压的过程。而充电电压-电池实际电压的结果,叫做超电势,并不是什么所谓的“虚电”,且电化学术语中也没有虚电这一名称。因此充电后的电压回落主要是超电势的消失,自放电在其中所占比例非常非常小完全可以忽略。另外,从文武自己的数据来看,充电后电压基本稳定需要起码4h,且不论充电以恒流还是恒压作为结束,静止时间的差别也不是很大。