锂电池性能退化的原因,提升锂离子电池性能的方法

来源：维多利亚3308  日期：2019-11-04 16:26  浏览量：次

　　锂电池性能退化的原因，提升锂离子电池性能的方法。众所周知锂离子电池会随着每次充电而出现性能损耗，但这只是一种经验之谈，我们并没有亲眼看到电池电量的减少。下面由锂电池厂家为你解析锂电池性能退化的原因和提升锂离子电池性能的方法。

　　锂电池性能退化的原因

　　锂电池的性能退化一方面是使用和老化的自然结果，另一方面则由于缺乏维护、苛刻的使用环境以及不良的充电操作等等加速其劣化。

　　1、高的自放电率

　　各种电池都存在自放电，但使用不当会促使这种状态的发展。自放电率呈渐近线规律，最高的放电率出现在刚充电之后，然后逐渐减小。

　　电池自放电的百分率可用电池分析仪加以测定，但此程序需要数小时。测得的电池内阻常可反映电池的内阻是否过高。此参数可用阻抗计测量或用电池分析仪的欧姆测试程序。

　　2、电池的匹配

　　在以多个电池组成的电池组中，电池的匹配应控制在±2.5%以内。在组成电池个数多的电池组中，以及需输出大负载电流和在低温下工作的电池组，需要更严格的锂电池容差控制。在一个新的电池组中的各个电池如果稍有小的失配，在经过数次充电循环后，将能互相平衡自行适应。电池之间能否很好地平衡适应，关系到电池组是否具有较长的使用寿命。

　　优质电池比低质量锂电池的电容量更为一致也更为均衡。对高端大功率工具应选用高质量电池，因其在大负荷和极端的温度环境下可有高的耐久性。虽付出高成本，然而其回报是电池组有更长的寿命。

　　3、短路的电池

　　锂电池生产厂商常常无法解释当电池还处于较新的状态时，为何某些电池显示出高的漏电率或者出现电气短路。其可疑的原因是电池在制造过程中可能混入了外来颗粒杂质。另一种是电极上的粗糙点造成对隔膜的损伤。因此对电池应改善其制造过程，这可大大地减少电池的“早期失效率”。

　　深度放电造成锂电池的极性反转也会导致电池短路。如果镍基电池在大电流放电至彻底放光时，这种状态也可能出现。高的反向电流可造成永久性的电短路。另一种原因是由不可控的晶状体的形成导致的隔膜损伤，这就是所谓的记忆效应。

　　4、电解液的损耗

　　锂电池虽然都是密封的，但在其使用寿命期间会损失一些电解液，特别是如果由于粗心不适当充电产生过大的气体压力以致出现气体排放。一旦出现气体排放，在镍基电池上的弹簧加压的排气密封垫可能难以完好地再封闭，从而造成密封垫周围淀积起白色粉末，电解液的损耗最终将降低锂电池容量。

　　提升锂离子电池性能的方法

　　目前商用锂离子电池所用的石墨负极在低温条件下的实际容量较低。硬碳具有良好低温储锂能力，可以有效改善电池的低温性能。然而在电池化成过程中，硬碳负极界面形成的固态电极/电解质界面膜会不可逆的消耗Li+，从而降低电池的实际容量和比能量。

　　石墨中引入卤素转换插层化学，创新研发复合电极，并将这一阴极与钝化石墨阳极相结合，打造出能达到4V的锂离子水系全电池，能量密度为460Wh/kg，库仑效率约为100%。电池基于负离子转换-插层机制，结合高能量密度的转换反应，具有插层的优良可逆性，提高水系电池的安全性。

　　锂离子电池电解液中的溶剂混合物，包括一种溶解的锂盐，以及有机添加剂。可以增加硅负极的表面和整体稳定性，改善长期循环和使用寿命。这种新型化学物质结构简单，具有可伸缩性，与现有电池技术完全兼容。”

　　具有超高容量的锂离子电池有机正极材料——环己六酮，放电比容量可达902mAhg-1。此外，由于环己六酮在高极性的离子液体中的溶解度较低，使得其在离子液体基的电解液中具有较好的循环性能，组装的电池体现高容量和长循环寿命等特征。

　　锂离子电池内部的液体电解质高度易燃，存在短路、起火风险，但5至10纳米的氮化硼纳米膜即可用作保护层，从而隔绝金属锂和电解质之间的电接触，氮化硼纳米膜在化学上和机械上又对锂稳定，电子绝缘水平高，所以其可在较大程度上提高锂离子电池安全性。

　　随着科技的发展和技术的成熟，锂离子电池的应用越来越广泛。锂离子电池具有单体电压高、相对质量轻、对环境友好等优点，但是经过多个周期充放电循环后会出现电池容量等性能下降的现象。相同条件下电池容量衰减的越快，电池品质就相对较差。提高锂离子电池的性能是衡量其质量的重要指标。