影響鋰離子電池循環(huán)壽命的因素有哪些

隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的成熟，鋰離子電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鋰離子電池具有單體電壓高、相對(duì)質(zhì)量輕、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但是經(jīng)過(guò)多個(gè)周期充放電循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)電池容量等性能下降的現(xiàn)象。相同條件下電池容量衰減的越快，電池品質(zhì)就相對(duì)較差。鋰離子電池的循環(huán)性能是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo)，許多關(guān)于鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)都有循環(huán)壽命這一項(xiàng)目。

鋰離子電池充放電循環(huán)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其循環(huán)壽命影響因素是多方面的。一方面與電池本身的特性相關(guān)，例如設(shè)計(jì)、制造工藝和材料性能退化等；另一方面與使用過(guò)程中電池受外界的影響有關(guān)，例如使用環(huán)境和充放電制度等。下面就對(duì)影響鋰離子電池循環(huán)壽命的因素進(jìn)行分析。

在電池設(shè)計(jì)過(guò)程中，材料的選擇是重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好，電池的循環(huán)壽命才會(huì)長(zhǎng)。在配料方面，要注意正、負(fù)材料的添加量。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)裝配過(guò)程中一般要求負(fù)極容量相對(duì)正極過(guò)量一些，如果不過(guò)量，在充電過(guò)程中負(fù)極會(huì)析出鋰，形成鋰枝晶從而影響安全性。負(fù)極相對(duì)正極過(guò)量太多，正極可能過(guò)度脫鋰，造成結(jié)構(gòu)坍塌。

電解液在電池可逆容量的影響上也是十分重要的因素。電極材料脫、嵌鋰離子的過(guò)程始終是與電解液相互作用的過(guò)程，這種相互作用對(duì)電極材料的界面狀況和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化有重要影響[3]。在與正負(fù)極材料相互作用的過(guò)程中電解液會(huì)損耗，另外在電池化成形成SEI 膜和預(yù)充電時(shí)，也會(huì)消耗部分電解液，因此電解液的種類(lèi)和注液量也影響著電池壽命。