聚合物鋰離子電池循環性能的影響因素有哪些?

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聚合物鋰離子電池循環性能提升的原因是什么,改變聚合物鋰離子電池循環性能的因素有哪些,目前中國國內所有的聚合物鋰離子電池性能和電池循環性能都是圍繞這些去改變和提升,近期發現一些鋰電池廠家在做課題研究聚合物鋰離子電池和電池循環性相關的因素分析,發現一二和電池之家的網友們一起來探討探討;影響鋰離子電池循環性能的因素有很多,循環性能對鋰離子電池的重要程度無需贅言,聚合物鋰離子電池在使用時更長的循環壽命意味著更少的資源浪費,本文主要從以下幾個方面來探索一下聚合物鋰離子電池循環性能。

聚合物鋰離子電池改善循環性能測試曲線圖

1、所使用原材料種類:材料的選擇是影響聚合物鋰離子電池性能的第一要素,材料性能的好壞,決定了電池的循環性能,如果材料的性能很差,工藝再合理、聚合物電芯的循環也必然無法保證,從材料角度來看,一個電池的循環性能,是由正極與電解液匹配、負極與電解液匹配這兩者中,較差的一者來決定的。材料的循環性能較差,一方面可能是在循環過程中晶體結構變化過快從而無法繼續完成嵌鋰脫鋰,一方面可能是由于活性物質與對應電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質與電解液過早發生副反應而使電解液過快消耗進而影響循環。在電芯設計時,若一極確認選用循環性能較差的材料,則另一極無需選擇聚合物鋰離子電池循環性能較好的材料,浪費。

2、正負極壓實:正負極壓實過高,雖然可以提高電芯的能量密度,但是也會一定程度上降低材料的循環性能。如果正負極壓實過大的話,不利于鋰離子的嵌入和脫出,有可能會使電池的容量降低,同時也會使聚合物電池的循環性能及倍率性能降低。

3、水分:過多的水分會與正負極活性物質及電解液發生副反應、破壞其結構進而影響循環,使副反應在極片表面反應,影響高倍率聚合物電池的鋰離子的嵌入和脫出,同時水分過多也不利于SEI膜的形成。如果水分過多的話,水分在聚合物鋰離子電池內部電解,產生氣體,使電池內部氣壓過大,造成電池漏液,嚴重者可以導致電池防爆閥斷開。但在痕量的水分難以除去的同時,痕量的水也可以一定程度上保證電芯的性能。

正極壓實和電池原材料對聚合物鋰離子電池循環性能的影晌實驗

4、涂布面密度:對同型號同容量同材料的聚合物鋰離子電池電芯而言降低膜密度相當于增加一層或多層卷繞或疊片層數,對應增加的隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環?紤]到更薄的膜密度可以增加聚合物快充電池循環性能的倍率性能、極片及裸電芯的烘烤除水也會容易些,但是較低的面密度時操作者在圖過程中面密度難以控制,進一步影響產品質量而且漿料中的大顆粒也可能會對涂布、輥壓造成更多的困難,同時降低了生產效率及增加員工操作的困難。,所以對于涂布面密度的改進要綜合考慮以上幾個因素。鋰電池廠

5、負極過量:在聚合物鋰離子電池循環性能循環過程中,電池材料中的負極材料不斷接受嵌入的鋰離子,在長時間循環之后,負極材料的結構破壞嚴重。所以在聚合物鋰離子電池設計時我們需要復負極材料適當過量,若負極過量不充足,聚合物鋰離子電池可能在循環前并不析鋰,但是循環幾百次后正極結構變化甚微但是負極結構被破壞嚴重而無法完全接收正極提供的鋰離子從而析鋰,造成容量過早下降。

6、電解液量:電解液量不足對聚合物鋰離子電池循環性能產生影響主要有三個原因,一是注液量不足,注液量不足時,電池在循環過程中鋰離子無法進行正常的傳導,導致鋰離子無法正常的傳導,從而使聚合物鋰離子電池的容量降低二是雖然注液量充足但是老化時間不夠或者正負極由于壓實過高等原因造成的浸液不充分,如果電池浸潤不充分,極片表面無電解液,則對應的鋰電池電芯極片無法發揮其對應的克容量,導致聚合物鋰離子電池的容量降低。三是隨著循環電芯內部電解液被消耗完畢,正負極特別是負極與電解液的匹配性的微觀表現為致密且穩定的SEI的形成,而右眼可見的表現,既為循環過程中電解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面無法有效阻止負極與電解液發生副反應從而消耗電解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位會隨著循環的進行而重新生成SEI膜從而消耗可逆鋰源和電解液。不論是對循環成百甚至上千次的電芯還是對于幾十次既跳水的電芯,若循環前電解液充足而循環后電解液已經消耗完畢,則增加電解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循環性能。

聚合物鋰離子電池循環性能大改變是注液量和涂布面密度做出來的電池

7、測試的客觀條件:測試過程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測試中的過充過放、測試房溫度、測試過程中的突然中斷、測試點與聚合物鋰離子電池的接觸內阻等外界因素,都會或多或少影響循環性能測試結果。

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