充电电池(如锂电池)随着使用次数增加而最大容量下降是什么原因?

2024-11-08 09:03:32
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回答1:

充电电池最大容量下降的原因主要分为两方面:内部原因和外部原因。接下来我来具体分开来说明。


一、内部原因

( 1)首先如今的锂电池设计减小了电极的有效表面积,从而增加了极化,这样的设计使得电池极易腐蚀。目前,电池常用的负极为石墨,正极为硅氧烷、磷酸铁锂、锰酸锂等。铜箔和铝箔是常见的正负集电器,两者都容易腐蚀,腐蚀产物聚集在集电器表面形成薄膜,增加内阻,铜离子也可形成枝晶,通过薄膜,使电池失效。

( 2)在电解质溶液方面,电解质或导电盐的分解导致电导率下降,界面钝化。锂离子电池在第一次充放电、过充电和过放电以及长期循环中,电解液的降解,伴随着气体的产生,气体成分更加复杂,无法通过一些反应在电池中消除。随着电池充电和放电的数量增加。由于电极材料的氧化腐蚀会消耗部分电解液,导致电解液的缺乏,电极对电解液不能完全清洁,因此电化学反应不完全,使电池容量达不到设计要求。

( 3)隔膜堵塞或损坏,电池内部短路等。在锂离子电池循环过程中,隔膜的逐渐干燥失效是导致电池早期性能下降的重要原因。这主要是由于由于隔膜中电解质的干燥、隔膜的电化学稳定性和机械性能以及在重复充电期间电解质的润湿性的劣化而导致溶液的电阻增加。

二、外部原因

( 1)快速充放电。在快速充电时,电流密度过高,负极性严重极化,锂的沉积更加明显,使铜箔与碳活性材料交界处的铜箔脆性大,容易产生裂纹。铁芯的自发绕线受到固定空间的限制,铜箔不能自由拉伸产生压力。在压力作用下,原始裂纹扩散长大,铜箔因膨胀空间不足而断裂。

( 2)温度。当有机电解质明显高于室温时,其热稳定性成为首要考虑因素,包括有机电解质本身的热稳定性和热稳定性。

(3)长期深度充放点。放电要转入从内部结构来说,一是会造成电解液过度挥发,二是锂电池的负极过度反应使其介质膜发生变化造成脱嵌能力下降,形成容量的永久性损失。

以上便是锂电池随着使用次数的增加而容量下架的原因,外部原因是大家都能够避免的。从而增加电池的寿命。