锂电池的自放电因素
编辑:贝朗斯动力商城
发表时间:2019-08-15
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二次电池都存在自放电现象,电压相对高而自放电率又相对低,是锂电池的一个卖点。什么是自放电?初始具备一定电量的电池,在规定环境下开路搁置一段时间,由于种种原因电量会损失一部分。电池保有尽可能多的电量不损失的能力,是电池的荷电保持能力,而剩余电量与原有电量的比,就是自放电率。
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锂离子电池的自放电速率决定于电极材料的种类和结构、电极/电解质的界面性质、电解质的组成和电池的生产工艺等,自放电率通常用单位时间内的容量降低百分数来表示:
x=(C前-C后)/(C前XT)X)×100%
式中,C前、C后分别为储存前后电池的容量;T为储存时间,常用月或年表示。商品化锂离子电池的自放电率通常在每月10%左右,虽然与Ni-Cd电池(30%)相比不算高,但与前铅酸电池((5%)相比也不低。引起锂离子电池自放电的原因主要有以下儿个方面。
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A、负极的自放电。负极的自放电主要源于负极的锂以Li+形式脱出或进入电解质,其速率取决于负极的表面状况和表面催化活性,而负极的表面状况受电解质的影响十分明显,故优化电解液的组成可以减小电池的自放电率。
B、正极的自放电是指电解质中的锂离子嵌入到正极材料的晶格之中,从而引发正极自放电。其速率取决于Li+嵌入正极中的动力学因素,主要是正极/电解质的界而性质。
此外,电解质中杂质的出现也是造成电池自放电的重要原因,这是因为杂质的氧化电位一般低于锂离子电池的正极电位,容易在正极表面氧化,其氧化物又会在负极还原,从而不断消耗正负极材料的活性物质。引起自放电。所以,锂离子电池对电解质的组成和纯度要求很高。
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