Какие факторы повлияют на срок службы литиевой батареи?

Срок службы литиевой батареи — это показатель, на который следует обращать внимание при использовании литий-ионной батареи. В целом на срок службы литий-ионных аккумуляторов в основном влияют два фактора:

1) Время обслуживания;
2) Количество циклов.

В зависимости от скорости распада литий-ионной батареи, скорость распада батареи можно разделить на скорость раннего линейного распада и скорость позднего нелинейного распада. Типичной особенностью процесса нелинейного снижения является то, что емкость аккумулятора значительно снижается за короткое время, что обычно называют провалом емкости, что очень неблагоприятно для использования аккумулятора и использования ступенек.

В эксперименте Саймон Ф. Шустер использовал батарею IHR20250A от E-One Moli Energy. Материал катода — материал NMC, материал анода — графит, номинальная емкость — 1,95 Ач. Было проанализировано влияние окна напряжения, скорости заряда, скорости разряда и температуры на нелинейное затухание батареи. Конкретная экспериментальная схема показана в следующей таблице.

Основные результаты заключаются в следующем:

1. Влияние окна рабочего напряжения на рост отрицательных пленок SEI заключается в том, что из-за широкого электрохимического окна усиливается растворение положительных элементов переходных металлов, а растворенные элементы переходных металлов мигрируют к поверхности отрицательного электрода, что ускоряет рост пленок переходных металлов отрицательных электродов. Результаты показывают, что кинетические условия отрицательного электрода ускоряют распад лития, поэтому заблаговременное осаждение лития в отрицательном электроде приводит к более раннему нелинейному распаду.
2. Влияние степени заряда-разряда

Поскольку нелинейное затухание литий-ионного аккумулятора в основном вызвано осаждением металлического лития на поверхности отрицательного электрода, ток заряда-разряда тесно связан с возникновением нелинейного затухания литий-ионного аккумулятора. Наиболее влиятельным фактором является ток зарядки аккумулятора. Аккумулятор, заряженный со скоростью 1С, почти с самого начала демонстрирует тенденцию нелинейного затухания, но если мы уменьшим зарядный ток до 0,5С, то во временном узле аккумулятора происходит нелинейный затухание, которое будет сильно задерживаться. Влияние тока разряда на нелинейное затухание батареи можно практически не учитывать. Это происходит главным образом потому, что поляризация отрицательного электрода значительно увеличивается с увеличением зарядного тока, что приводит к значительному увеличению риска выброса лития из отрицательного электрода. Выпавший в осадок пористый металл способствует разложению электролита и ускоряет процесс. Ухудшение динамических характеристик отрицательного электрода приводит к раннему возникновению нелинейного распада.

3. Влияние температуры

Температура оказывает очень важное влияние на динамические характеристики отрицательного электрода, поэтому температура также оказывает важное влияние на время возникновения нелинейного затухания батареи.
Аккумулятор при цикле 35°C имеет нелинейный спад самое позднее. Если уменьшить окно напряжения батареи до 3,17-4,11В, то скорость распада батареи при 35°С и 50°С в ранний период будет относительно постоянной, но в конце срока службы батарея при 35°С C начинает демонстрировать нелинейное снижение. В основном это связано с ухудшением кинетических условий батареи при низких температурах, что облегчает анализ катода на литий, тем самым ускоряя рост сей-пленки, что приводит к дальнейшему ухудшению кинетических условий катода. что привело к нелинейному упадку первых литий-ионных батарей.