锂电池寿命与什么有关?

锂电池的循环寿命是指电池在一定的电流条件下充放电循环一定次数后性能衰减至一定量所用的时间。那其与什么因素有关呢?

1、金属锂的沉积:其一般发生在负极表面。由于一定的原因,锂离子在迁移到负极表面时,部分锂离子没有进入负极的活性物质而形成稳定的化合物,即获得电子后沉积在负极表面成为金属锂,并且不再参与后续的循环过程,导致容量下降。

2、正极材料的分解:作为正极材料的含锂金属氧化物,虽然具有足够的稳定性但在长期使用过程中仍然会不断的分解,产生了一些电化学惰性物质及可燃性气体,破坏了电极间的容量平衡,造成容量的不可逆损失。这种情况在过充电情况下尤为明显,有时甚至会发生剧烈的分解和气体释放,这样不但影响电池容量还会造成严重的安全风险。

3、电解质的影响:在不断的循环过程中,电解质由于化学稳定性和热稳定性的局限会不断发生分解和挥发,长期累积下来导致电解质总量减少,不能充分的浸润正负极材料,充放电反应不完全造成实际使用容量的下降。

4、外部使用因素:锂电池有合理的使用条件和范围,如充放电截止电压、充放电倍率、工作温度范围、存储温度范围等。但是在实际使用中超出允许范围的滥用情况非常普遍,长期的不合理使用会导致电池内部发生不可逆的化学反应,造成电池机理的破坏,加速电池的老化,造成循环寿命迅速下降,严重时还会造成安全事故。

对于理想的锂电池,在其循环周期内容量平衡不会发生改变,每次循环中的初始容量都应该是一定值,然而实际上情况却复杂得多。任何能够产生或消耗锂离子的副反应都可能导致电池容量平衡的改变,一旦电池的容量平衡状态发生改变,这种改变就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对锂电池寿命产生严重影响。

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