三元材料鋰電池組容量衰退的原因

來源：存能電氣  日期：2019-07-16 09:09  瀏覽量：次

　　三元材料鋰電池組容量衰退的原因。很多朋友發(fā)現(xiàn)自己在使用三元鋰電池組的時候，發(fā)現(xiàn)在使用一段時間后，自己的鋰電池組的容量明顯的有所下降，變相的雖短了鋰電池組的使用循環(huán)時間。溫度絕對是影響鋰電池壽命的關鍵因素之一，過高的溫度或過低的溫度都會造成活性鋰離子含量的降低，從而減少鋰電池壽命。

　　三元材料鋰電池組容量衰退的原因

　　三元鋰電池組主要是通過內部電極氧化反應，將化學能轉化成電能的，鋰電池內部結構由電池的正極和負極材料以及電解液所構成的，當電池反復的充放電的時候，電池內部的電機會使電池本體材料電極會產生晶體，引起電池內部導電性能下降，也就是鋰離子的活性出現(xiàn)了下降，那么從而就會導致它的阻值增加，最后會影響到鋰電池容量的衰減，其實，從實際的環(huán)境來看的話，影響到電池衰退，有充放電的電壓，甚至是包括電池的充放電的功率以及環(huán)境的溫度。

　　目前，新能源汽車電池主要使用的是三元鋰電池組，那么對于三元鋰電池組來腳最大的點就是會怕環(huán)境的高溫，從而會影響到它的使用的壽命，當然了，這個也會影響到能量密度，正在電動汽車做功的功率上面來講，產生電池衰退主要是由于車輛在使用的過程當中，為滿足不同的駕駛工況而采用不同的充放電倍率，充放電倍率越大，電池容量衰減的越快，其實也主要就是由于材料的結構和性質的改變，使得其內部的離子擴散變得相對來說比較困難。

　　對于電池來講，內阻不一致的話，就會是他內部的電流電壓分配不均勻，從而會導致局部的單個電池出現(xiàn)欠壓的一種情況，綜合來看的話，影響動力鋰電池組壽命的因素，其實還是非常多的，當然各種因素也都是相互影響著。

　　首先，如果該電池是磷酸鐵鋰電池組的話，這種情況就屬于比較正常的了，因為磷酸鐵鋰電池正極材料的原因，其導電性本身就比同類型的鋰電池要低一點，所以在使用的時候，磷酸鐵鋰電池組中的單節(jié)磷酸鐵鋰電池難免會出現(xiàn)不工作一致的現(xiàn)象。

　　鋰電池組所使用的鋰電池保護板工藝以及質量太過差勁，其設置的保護參數(shù)不能準確定位，導致鋰電池組的過充保護以及過放保護都不是很完善，所以長期使用導致鋰電池組的性能大幅度下降也是常理之中。當然還有一些原因也可能導致鋰電池組性能的下降，但是以上兩種是最為常見的兩種情況，其他原因就不在此一一列舉。

　　目前的鋰離子動力電池的衰退也是不可避免的情況，隨著對動力電池的技術不斷的提高，解決電池容量衰退的相關問題用以延長動力電池的使用壽命顯得十分重要。當然，這對電動汽車的發(fā)展來說也是至關重要的。

　　三元材料鋰電池容量的衰減原因

　　一、正極材料的結構變化

　　正極材料是鋰離子的主要來源，當鋰離子從正極中脫出時候，為了維持材料電中性狀態(tài)，金屬元素必然會被氧化到達一個高的氧化態(tài)，這里就伴隨了組分的轉變。組分的轉變容易導致相轉移和體相結構的變化。電極材料相轉變可以引起晶格參數(shù)的變化及晶格失配，由此產生的誘導應力引起晶粒的破碎，并引發(fā)裂紋的傳播，造成材料的結構發(fā)生機械破壞，從而引起電化學性能衰減。

　　二、負極材料結構

　　商業(yè)化鋰電池組常用的負極材料有碳材料、鈦酸鋰等，本文以典型負極石墨進行分析。鋰電池容量的衰減第一次發(fā)生于化成階段，在這個階段會在負極表面形成SEI，消耗部分鋰離子。

　　三、電解液的氧化分解與界面反應

　　電解液的性質顯著影響鋰離子電池的比容量、壽命、倍率充放電性能、工作溫度范圍以及安全性能等。電解液主要包括溶劑、電解質和添加劑三個部分。溶劑的分解、電解質的分解都會導致電池容量的損失。電解液的分解和副反應是鋰電池組容量衰減的主要因素，無論采用何種正負極材料、何種工藝，隨著鋰電池循環(huán)使用，電解液的分解及與正負極材料間發(fā)生的界面反應都會造成容量的衰減。

　　此外，大倍率充放電也會造成鋰電池組容量損失，這是因為正負極在充放電過程會發(fā)生體積收縮和膨脹，而充放電電流越大，收縮膨脹越劇烈，應力越大，從而正負極的顆粒在體積快速變化中更容易發(fā)生破裂或者從集流體剝離，導致循環(huán)衰減加快。

　　同時也希望各位朋友在使用三元鋰電池組的時候，建議過一段時間就對鋰電池組各方面都檢查一遍，發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理，這樣也能讓我們的鋰電池組使用的更加長久。