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限制鋰電池充放電倍率性能原因分析

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:462次  |  2023年05月15日  

研究和改善鋰離子電池的充放電倍率性能,重要從提高鋰離子遷移速度和電池內(nèi)部的散熱速率兩個(gè)方面著手。


1.鋰離子電池的內(nèi)阻


一般在正極活性物質(zhì)內(nèi)部會(huì)添加導(dǎo)電劑,從而降低活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與正極基體/集流體的接觸電阻,改善正極材料的電導(dǎo)率(離子和電子電導(dǎo)率),提升倍率性能。不同材料不同形狀的導(dǎo)電劑,都會(huì)對(duì)鋰離子電池的內(nèi)阻出現(xiàn)影響,進(jìn)而影響其倍率性能。


正負(fù)極的集流體(極耳)是鋰離子電池與外界進(jìn)行電能傳遞的載體,集流體的電阻值對(duì)電池的倍率性能也有很大的影響。因此,通過(guò)改變集流體的材質(zhì)、尺寸大小、引出方式、連接工藝等,都可以改善鋰離子電池的倍率性能和循環(huán)壽命。


此外,隔離膜的吸液率和孔隙率也對(duì)鋰離子的通過(guò)性有較大的影響,也會(huì)一定程度上影響鋰離子電池的倍率性能(相對(duì)較?。?。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

鋰離子電池電解質(zhì)與正負(fù)極材料的浸潤(rùn)程度,會(huì)影響電解質(zhì)與電極界面處的接觸電阻,從而影響電池的倍率性能。電解質(zhì)的總量、粘度、雜質(zhì)含量、正負(fù)極材料的孔隙等,都會(huì)改變電解質(zhì)與電極的接觸阻抗,是改善倍率性能的重要研究方向。


2.電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率


電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率如同水的阻力相同,對(duì)鋰離子游泳的速度有非常大的影響。目前鋰離子電池所采用的有機(jī)電解質(zhì),不管是液體電解質(zhì),還是固體電解質(zhì),其離子電導(dǎo)率都不是很高。電解質(zhì)的電阻成為整個(gè)電池電阻的重要組成部分,對(duì)鋰離子電池高倍率性能的影響不容忽視。


除了提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率之外,還要著重關(guān)注電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。在大倍率充放電時(shí),電池的電化學(xué)窗口變化范圍非常寬,假如電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性不好,容易在正極材料表面氧化分解,影響電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。


3.正、負(fù)極的鋰離子電池?cái)U(kuò)散能力

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

鋰離子電池在正/負(fù)極活性物質(zhì)內(nèi)部的脫嵌和嵌入的速率,也就是鋰離子從正/負(fù)極活性物質(zhì)里面跑出來(lái)的速度,或者從正/負(fù)極表面進(jìn)入活性物質(zhì)內(nèi)部找個(gè)位置安家的速度到底有多快,這是影響充放電倍率的一個(gè)重要因素。


影響鋰離子電池高倍率充放電性能的因素:


容量,容量保持能力差是鋰離子電池負(fù)極在高倍率充放過(guò)程中的最大問(wèn)題,這重要與電極材料的結(jié)構(gòu)、顆粒大小、電極導(dǎo)電性和電極表面SEI膜的穩(wěn)定性等因素有關(guān)。


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