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限制锂离子电池充放电倍率性能的因素有哪些?

2021-04-24 ryder

锂离子电池充放电倍率对电池性能有何影响?锂电池的充放电倍率,决定了我们可以以多快的速度,将一定的能量存储到电池里面,或者以多快的速度,将电池里面的能量释放出来。正负极、电解液都会影响锂离子电池的充放电倍率性能。本文小编就来谈谈锂离子电池充放电倍率对电池性能有何影响。

哪些因素会限制锂离子电池的充放电倍率性能?


1.锂离子电池的内阻


一般在正极活性物质内部会添加导电剂,从而降低活性物质之间、活性物质与正极基体/集流体的接触电阻,改善正极材料的电导率(离子和电子电导率),提升倍率性能。不同材料不同形状的导电剂,都会对锂离子电池的内阻萌生影响,进而影响其倍率性能。


正负极的集流体(极耳)是锂电池与外界进行电能传递的载体,集流体的电阻值对电池的倍率性能也有很大的影响。因此,通过改变集流体的材质、尺寸大小、引出方式、连接工艺等,都可以改善锂离子电池的倍率性能和循环寿命。


2.电解质的离子电导率


电解质的离子电导率如同水的阻力一样,对锂离子游泳的速度有非常大的影响。目前锂电池所采用的有机电解质,不管是液体电解质,还是固体电解质,其离子电导率都不是很高。电解质的电阻成为整个电池电阻的紧要组成部分,对锂离子电池高倍率性能的影响不容忽视。


除了提高电解质的离子电导率之外,还需要着重关注电解质的化学稳定性和热稳定性。在大倍率充放电时,电池的电化学窗口变化范围非常宽,如果电解质的化学稳定性不好,容易在正极材料表面氧化分析,影响电解质的离子电导率。


3.正、负极的锂离子电池扩散能力


锂离子电池在正/负极活性物质内部的脱嵌和嵌入的速率,也就是锂离子从正/负极活性物质里面跑出来的速度,或者从正/负极表面进入活性物质内部找个位置安家的速度究竟有多快,这是影响充放电倍率的一个紧要因素


过放电对电池性能有何影响?


锂离子电池放完内部储存的电量,电压达到一定值后,持续放电就会造成过放电,通常依据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设定1.0V/支,3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支,电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放,或反复过放对电池影响更大。

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