數(shù)碼相機鋰聚合物電池
803243 1050mah 3.7v
厚度：8.0mm
寬度：32.0mm
長度：43.0mm Max ( 含保護板)
總結(jié)鋰離子電池（Li-ion）容量損失的原因分類
來源：藍泰陽作者：admin瀏覽次數(shù)：1132發(fā)布時間：2022-04-21 20:55:04
鋰離子容量損失的原因：
鋰離子電池容量決定性因素
◆正負極活性物質(zhì)的多少
◆有效嵌入脫出的Li+的多少
◆反應(yīng)過程阻力大小（電子、離子的轉(zhuǎn)移）
◆副反應(yīng)、自放電。實際輸出容量比例
鋰離子容量損失的原因分類
◆過充電
■對負極的影響
■對正極的影響
■對電解液的影響
◆電解液的分解◆自放電
◆電極的不穩(wěn)定性
■相變■ 溶解
◆集流體
Li-ion電池容量損失原因-過充
◆過充對負極影響
過充情況下m石本容易在魚極與出子結(jié)合截還原為金屬小了負極的有效作用面積。
■導(dǎo)致放電效率降低，容量損失
◆原因∶
■可循環(huán)Li變少，Li本身與溶劑或電解質(zhì)反應(yīng)生成Li，CO，，LiF等不貢獻容量產(chǎn)物
■金屬Li通常形成與負極與隔膜之間，，阻塞隔膜空隙，使電芯內(nèi)阻增大，導(dǎo)致實際放電容量減小。*
■電解液生成的Li反應(yīng)所消耗。導(dǎo)致放電效率降低（電導(dǎo)率降低），容量損失。
◆過充對正極影響
■當正極活性物質(zhì)相對于負極比例較低時，正極變化對電芯容量的影響起決定性作用。
■過充導(dǎo)致正極參與反應(yīng)生成的氧化物，產(chǎn)生不可的正極材料損失，導(dǎo)致容量下降。
◆原因∶
"正極材料晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，不再具有嵌入LI的功能，實質(zhì)上部份正極材料在過充 條件下反慶生成了其他物質(zhì)。
■嵌Li功能減弱，導(dǎo)致容量損失。
◆過充對電解液影響
高壓下，（通常>4.5V），電解液易被氧化生成不溶物（如Li2Co3）和氣體。
■不溶物會堵塞在電極的微孔里面阻礙Li+的遷移而造成循環(huán)過程中
容量損關(guān)。
■正極表面積、電解液添加劑的種類和特質(zhì)等同時也影響過充情況
下電解液被氧化的程度。
◆ 原因∶
■離子遷移率降低，減小了電極有效作用面積。
■ 另外，電解液被氧化生成的
不溶物在電極表面形成鈍化膜，將導(dǎo)致電極極化最終導(dǎo)致電芯電壓下降，而影響電芯實際使用容量。
Li-ion電池容量損失原因-SEI
◆電解液和電極表面初次放電時會形成一層穩(wěn)定的、具有保護作用的鈍化膜（soild electrolyte interface，SEI）。將電解液與電極隔開，阻止溶劑分子共嵌入，但允許Li+嵌入與脫嵌。
■SEI形成會消耗一部分Li+，極間容量均衡被改變導(dǎo)致比容量降低。（成膜導(dǎo)致容量損失與電極所使用C的類型，電解液成分，添加劑
有關(guān)）。
有礎(chǔ)位職擊美生參器高著劑分一十漆人正實汽硅部分成果貨
容量損失。
◆避免
■電解液中添加無機添加劑，如CO，N，O，CO，SO2，S，2等。■有機溶劑，如冠醚類，12冠4醚效果最佳。■ 加速SEI形成，抑制溶劑的共嵌和分解。
Li-ion電池容量損失原因-電解液分解
◆溶劑的還原
■ PC/EC在石墨上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成
CH=CHCH3（g）/CH2=CHz（g）和LiCO3（s），導(dǎo)致石墨電極上的不可逆容量損失。
◆電解質(zhì)的還原
■ 實驗表明，電解質(zhì)的還原產(chǎn)生不溶物對溶劑還原生成物產(chǎn)生不利影響，另外，電解質(zhì)消耗會改變電解液濃度從而影響電芯容量。如，LiASF。還原生成LiF，Li，AsF3x， AsF。
◆雜質(zhì)的還原
■1）電解液中水含量過高會生成LiOH（s）和Li，O 沉積層，不利于鋰
離子嵌入，造成不可逆容量損失
2）溶劑中的CO2在負極上能還原生成CO 和LiCO;（s），CO 會使電池內(nèi)壓升高，而Li，CO，（s）使電池內(nèi)阻增大■3）溶劑中有氧存在也會形成Li，O消耗一部分的Li。
Li-iOn電池容量損失原因-自放電
◆可逆容量損失
■總體來說，由于電池內(nèi)部存在氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移，消耗了部分容量。具體機理，詳見第一章Li-ion電池基礎(chǔ)交流內(nèi)容。
◆不可逆容量損失
■ 枝晶穿透隔膜造成正負極微接觸，導(dǎo)致自放電增加，可用容量損失。■ 正負極在充電狀態(tài)下，電極可能與電解質(zhì)發(fā)生局部微電池作用，而這種局部作用在正負極兩端不能完全等同，導(dǎo)致電芯正負極不均衡，適成容量損失。鋰錳氧化物正極與溶劑會發(fā)生微電池作用產(chǎn)生自放電造成不可逆容量損失
Li-ion電池容量損失原因-電極不穩(wěn)定
◆正極材料溶解損失
● 正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)缺陷; 缺陷導(dǎo)致鍵能減弱容易斷裂發(fā)生
溶解，另外，溶解生成的NP+會在負極沉積堵塞微孔影響離子嵌入和脫出。●充電電勢過高;
■正極材料中炭黑的含量。電解液在炭黑表面氧化產(chǎn)生的具有催化性能的物質(zhì)使金屬離子溶解速率增加■4H++2LIMn±Mn±O4→3λ-MnO2+Mn*++2L++2H2O，歧化反應(yīng)溶解機理
◆相變（以鋰錳氧化物為例）
■ 過充∶ 正極材料錳氧化物完全脫鋰形成A-MnO2→E-MnO2一沒有活性的β-MnO2 ■過放∶ 嵌入過分的鋰導(dǎo)致晶格扭曲，
立方晶系尖晶石結(jié)構(gòu)一四方晶系尖晶石結(jié)構(gòu)，晶胞中z軸伸長15%，x和Y由收縮6%，這樣多次循環(huán)后，正極材料便會粉化。
Li-ion電池容量損失原因-集流體
◆集流體∶電極基板，用來收集電荷，引出電流的金屬箔，
正極Al，負極Cu
■ 鋁在電解液中容易形成點蝕或孔蝕等局部腐蝕現(xiàn)象（抑制∶ 添加氟化
物）。
■ 銅鋁都易因形成表面氧化膜，粘附性變差等原因使電池內(nèi)阻增大（抑
制∶鉻酸鹽預(yù)處理）。
■銅在放電時氧化為Cu2+，經(jīng)電解液擴散至負極，在充電時又被還原，
在負極表面形成銅枝晶，極易穿透隔膜造成短路（輕者造成自放電率增大）。
■集流體最好進行預(yù)處理（酸一堿浸蝕、耐腐蝕包覆、導(dǎo)電包覆等），
以提高耐腐蝕性與粘附性能。
總結(jié)--如何避免Li-ion電池容量損失
◆防止電池的過充、過放
◆在電解液中加入添加劑，減少副反應(yīng)，減少溶劑、溶質(zhì)損失
◆考慮額外活性物質(zhì)和電解液、電解質(zhì)的損失，制造階段額外補充。
◆對電極和集流體進行預(yù)處理，防止內(nèi)阻額外增大
