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鋰離子電池和鉛酸電池循環(huán)壽命因素分析

鉅大LARGE  |  點擊量:738次  |  2021年02月04日  

1、材料種類


材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素。材料的循環(huán)性能較差,一方面可能是在循環(huán)過程中晶體結(jié)構(gòu)變化過快從而無法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰,一方面可能是由于活性物質(zhì)與對應(yīng)電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。


2、正負(fù)極壓實


正負(fù)極壓實過高,雖然可以提高鋰電芯的能量密度,但是也會一定程度上降低材料的循環(huán)性能。從理論來分析,壓實越大,相當(dāng)于對材料的結(jié)構(gòu)破壞越大。


3、水分


過多的水分會導(dǎo)致鋰離子電池與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán),同時水分過多也不利于SEI膜的形成。


4、涂布膜密度


膜密度不一致要么帶來容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數(shù)的差異。對同型號同容量同材料的鋰離子電池而言,降低膜密度相當(dāng)于新增一層或多層卷繞或疊片層數(shù),對應(yīng)新增的隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環(huán)。


⒌負(fù)極過量


若負(fù)極過量不充足,鋰離子電池可能在循環(huán)前并不析鋰,但是循環(huán)幾百次后正極結(jié)構(gòu)變化甚微但是負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重而無法完全接收正極供應(yīng)的鋰離子從而析鋰,造成容量過早下降。


6、電解液量


電解液量不足對鋰離子電池循環(huán)壽命出現(xiàn)影響重要有三個原因,一是注液量不足,二是雖然注液量充足但是老化時間不夠或者正負(fù)極由于壓實過高等原因造成的浸液不充分,三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。


7、使用環(huán)境


鋰離子電池的使用環(huán)境雖然很廣泛,但是還是有要求的,鋰離子電池關(guān)于溫度是極其敏感的,假如長期處于冰點以下使用,可能對電池壽命造成極大影響和危害。而長期放在過熱的環(huán)境下,則會大幅縮減電池的壽命,嚴(yán)重的則由內(nèi)壓增大引發(fā)爆炸,即使沒有爆炸,電池也會在高熱中迅速報廢。


影響鉛酸蓄電池使用壽命的因素:


影響鉛酸蓄電池壽命的因素是多方面的,包括電池的內(nèi)在因素,如蓄電池結(jié)構(gòu)、正負(fù)極板柵材料、正負(fù)極活性物質(zhì)、隔板、電解液濃度等,也取決于一系的外在因素,如放電電流密度、溫度、放電深度、維護(hù)狀況和貯存時間等。


⒈溫度


溫度對鉛酸電池的影響較大,太高或太低都會導(dǎo)致電池使用壽命下降(高溫導(dǎo)致過充電,低溫導(dǎo)致充電不足),尤其是高溫,對電池壽命的影響尤為明顯。一般來講,環(huán)境溫度應(yīng)該控制在25℃左右。


⒉放電深度


放電深度對鉛酸蓄電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越大,循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時應(yīng)盡量防止深度放電。小電流放電容易造成深度放電。


⒊浮充電壓


由于UPS電池屬于備用工作方式,市電正常情況下處于充電狀態(tài),只有停電時才會放電。為延長鉛酸電池的使用壽命,需合理設(shè)置浮充電壓。浮充電壓過低,會導(dǎo)致充電不足,電池負(fù)極不可逆轉(zhuǎn)的硫酸鹽化;浮充電壓過高,會加速水的損失和正極板的腐蝕。


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