鋰電池的迴圈壽命是指電池在一定的電流條件下充放電迴圈一定次數(shù)後性能衰減至一定量所用的時(shí)間。那其與什麼因素有關(guān)呢?
1、金屬鋰的沉積:其一般發(fā)生在負(fù)極表面。由於一定的原因,鋰離子在遷移到負(fù)極表面時(shí),部分鋰離子沒有進(jìn)入負(fù)極的活性物質(zhì)而形成穩(wěn)定的化合物,即獲得電子後沉積在負(fù)極表面成為金屬鋰,並且不再參與後續(xù)的迴圈過(guò)程,導(dǎo)致容量下降。
2、正極材料的分解:作為正極材料的含鋰金屬氧化物,雖然具有足夠的穩(wěn)定性但在長(zhǎng)期使用過(guò)程中仍然會(huì)不斷的分解,產(chǎn)生了一些電化學(xué)惰性物質(zhì)及可燃性氣體,破壞了電極間的容量平衡,造成容量的不可逆損失。這種情況在過(guò)充電情況下尤為明顯,有時(shí)甚至?xí)l(fā)生劇烈的分解和氣體釋放,這樣不但影響電池容量還會(huì)造成嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。
3、電解質(zhì)的影響:在不斷的迴圈過(guò)程中,電解質(zhì)由於化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的局限會(huì)不斷發(fā)生分解和揮發(fā),長(zhǎng)期累積下來(lái)導(dǎo)致電解質(zhì)總量減少,不能充分的浸潤(rùn)正負(fù)極材料,充放電反應(yīng)不完全造成實(shí)際使用容量的下降。
4、外部使用因素:鋰電池有合理的使用條件和範(fàn)圍,如充放電截止電壓、充放電倍率、工作溫度範(fàn)圍、存儲(chǔ)溫度範(fàn)圍等。但是在實(shí)際使用中超出允許範(fàn)圍的濫用情況非常普遍,長(zhǎng)期的不合理使用會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng),造成電池機(jī)理的破壞,加速電池的老化,造成迴圈壽命迅速下降,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成安全事故。
對(duì)於理想的鋰電池,在其迴圈週期內(nèi)容量平衡不會(huì)發(fā)生改變,每次迴圈中的初始容量都應(yīng)該是一定值,然而實(shí)際上情況卻複雜得多。任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子的副反應(yīng)都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變,一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變,這種改變就是不可逆的,並且可以通過(guò)多次迴圈進(jìn)行累積,對(duì)鋰電池壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。