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为什么锂电池出厂前都要老化

时间:2022-11-16 编辑:池龙新能源 游览:650次

化成是锂电池的一个关键环节,它会在电池的负极上形成一层保护膜,这就是所谓的 SEI薄膜, SEI薄膜的质量直接关系到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学特性,从而达到“免维护”的目的。


传统的低电流预充模式有利于 SEI薄膜的形成,但长期低电流充电会增加薄膜的阻抗,进而降低其放大率,同时也会降低电池的工作效率。针对不同的锂离子电池系统,采用不同的制备方法,对其进行了研究。


典型地,选择以下步骤的磷酸铁锂系统:
充电电流为0.05 C~0.2 C,关断电压3.6~3.7 V,断开电源0.025~0.05 C,在放置10~20分钟后,放电0.1~0.2℃到2.5 V,放置一段时间(20~60分钟)。在不同的充放电机理下,不同的充放电电流对 SEI的形成和质量有一定的影响,而静态时间、充电关断电流对电池的转化过程有一定的影响。


磷酸铁锂系统在电池化过程中,要选用适当的关断电压,在晶粒结构方面,如果超过3.7 V,则会对晶格结构产生一定的损伤,进而影响其循环特性。部分内阻实验和极片 SEM的观察也证实了以下结论是正确的:


1.通过适当地减小化成电压和减少形成时间,可以有效地减少负极表面析锂,由此可以获得更平滑的负极片。这是由于在高转换电压下,电池内的气体生成速度很快,导致电池中的气体不能及时地被排放到隔板上,从而导致薄膜和阴极之间的接触平衡受到影响。在脱嵌时,由于电极与电极之间的接触失衡,导致部分区域的锂离子嵌入过多,从而导致电极表面不平整,从而导致电池的性能下降。


2.对化成后的电池内部电阻进行了试验,结果表明,适当地减小化成电压和缩短化成时间能够使电池内部电阻减小。高成电压所产生的高内阻还与电极表面不平整、产生白点有关,这是由于白点是由锂化合物构成的,其导电性能差异导致了电池内部电阻偏高。


3.在化学过程设计中,适当地减小化学成电压,可以提高电池的初始充放电能力,并改善电池的循环特性。过高的化成电压容易使锂和锂化合物沉积到负极上,增加了不可逆容量,从而对电池的容量产生一定的影响。