迴圈性能對鋰離子電池的重要程度無需多言了,那麼影響該電池迴圈性能的因素有哪些?
1、水分
過多的水分會與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響迴圈,同時水分過多也不利於SEI膜的形成,但痕量的水可以在一定程度上保證電芯的性能。
2、正負(fù)極壓實(shí)
正負(fù)極壓實(shí)過高,雖然可提高電芯的能量密度,但是也會降低材料的迴圈性能,從理論來分析,壓實(shí)越大,對材料的結(jié)構(gòu)破壞越大,進(jìn)而很難保證鋰離子電池的迴圈性能;另外,正負(fù)極壓實(shí)較高的電芯也難以保證較高的保液量,而保液量是電芯完成正常迴圈或更多次的迴圈的基礎(chǔ)。
3、負(fù)極過量
負(fù)極過量的原因除了需要考慮首次不可逆容量的影響和塗布膜密度偏差之外,對迴圈性能的影響也是一個考慮,負(fù)極若過量不充足的話,電芯很可能在迴圈前並不析鋰,但是迴圈幾百次後負(fù)極結(jié)構(gòu)可能會被嚴(yán)重破壞而造成容量過早下降。
4、塗布膜密度
單一變數(shù)的考慮膜密度對迴圈性能的影響幾乎是一個不可能的任務(wù),膜密度不一致既會造成容量的差異,也導(dǎo)致電芯捲繞或迭片層數(shù)的差異。對同型號同容量同材料的電芯而言,降低膜密度相當(dāng)於增加一層或多層捲繞或迭片層數(shù),對應(yīng)增加的隔膜可以吸收更多的電解液以保證迴圈,考慮到更薄的膜密度可以增加電芯的倍率性能、極片及裸電芯的烘烤除水也會容易些,當(dāng)然太薄的膜密度塗布時的誤差可能更難控制,活性物質(zhì)中的大顆粒也可能會對塗布、滾壓造成負(fù)面影響,更多的層數(shù)意味著更多的箔材和隔膜,進(jìn)而意味著更高的成本和更低的能量密度,所以,評估時也需要均衡考慮。
5、電解液量
電解液量不足對迴圈產(chǎn)生影響主要有三個原因:(1)注液量不足;(2)雖然注液量充足但是老化時間不夠或者正負(fù)極由於壓實(shí)過高等原因造成的浸液不充分;(3)負(fù)極與電解液的匹配性,微觀表現(xiàn)為緻密且穩(wěn)定的SEI的形成,不完整的SEI膜一方面無法有效阻止負(fù)極與電解液發(fā)生副反應(yīng)從而消耗電解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位會隨著迴圈的進(jìn)行而重新生成SEI膜從而消耗可逆鋰源和電解液。若迴圈前電解液充足而迴圈後電解液已經(jīng)消耗完畢,則增加電解液保有量很可能就可以一定程度上提高其迴圈性能。
6、測試的客觀條件
測試過程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測試中的過充過放、測試房溫度、測試過程中的突然中斷、測試點(diǎn)與電芯的接觸內(nèi)阻等外界因素,都會或多或少影響迴圈性能測試結(jié)果。