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分析影响锂电池寿命的因素

来源:其他信息时间:2023-02-11 预览: 受欢迎:储能电池工厂

锂电池的使用寿命是锂离子电池在使用中必须要注意的一个指标。一般来说，锂离子电池的使用寿命主要受两个因素影响：1）使用时间； 2）循环次数。根据锂离子电池的衰减率，电池的衰减率可以分为早期的线性衰减率和后期的非线性衰减率。非线性下降过程的典型特征是电池容量在短时间内明显下降。这就是我们通常所说的容量潜水，这对电池和步骤的使用非常不利。

在实验中，Simonf.schuster使用的电池是E-One Moli Energy的IHR20250A电池。正极材料为NMC材料，负极材料为石墨，标称容量为1.95AH。实验中，电压窗口、充电倍率、放电倍率和温度对电池非线性衰减的影响。具体实验安排如下表所示。

主要结果如下：

1、工作电压窗口对负极SEI膜生长的影响是由于电化学窗口的宽度，增强了过渡金属元素的溶解，溶解的过渡金属元素向负表面迁移，从而加速负极过渡金属膜的生长。结果表明，负极化条件加速了锂的衰减，因此负极化提前析出锂，导致非线性衰减提前。

2、充放电倍率的影响

由于锂离子电池的非线性衰减主要是由锂金属在负极表面析出引起的，因此充放电电流与锂离子电池非线性衰减的发生密切相关。以1C速率充电的电池从一开始就呈现出非线性衰减的趋势，但是如果我们将充电电流降低到0.5C，电池的时间节点就是非线性衰减会大大延迟。放电电流对电池非线性衰减的影响几乎可以忽略不计。这主要是因为随着充电电流的增大，负极的极化也明显增加，导致负极脱锂的风险显着增加。析出的多孔金属金属促进电解质的分解并加速。负动态性能的下降导致非线性衰减的提前发生。

3、温度的影响

温度对负极的动态特性有非常重要的影响，因此温度对电池非线性衰减的时间也有重要影响。

最新电池在 35°C 循环中出现非线性下降。如果我们将电池的电压窗口降低到3.17-4.11V，早期35℃和50℃循环的电池衰减率是比较一致的，但是寿命末期35℃循环的电池开始表现不 - 线性下降。这主要是由于电池在低温下动态条件恶化，使负极更容易析出锂，从而加速SEI膜的生长，导致负极动态条件进一步恶化，导致早期锂离子电池的非线性。

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