導致锂離子電池性能下降的原因

TIME: 2019-07-22 新聞資訊锂電池百科

一般而言電解質是穩定的，但锂離子電池却比较特别。在阳极上形成钝化膜，称为固体电解质界面（SEI）。该层将阳极与阴极分开，但允许离子很像隔板一样通过。实质上，必须形成SEI层以使电池工作。该薄膜使系统稳定并使锂離子電池具有较长的使用寿命，但这会导致容量降低。电解质氧化也发生在阴极上，永久地降低了容量。

爲了防止膜變得過于嚴格，添加劑與在形成SEI層期間消耗的電解質混合。在進行評估時，很難追蹤他們的存在。這使得專有添加劑成爲商業秘密，包括其成分和使用量。關于添加劑，他是碳酸亞乙烯酯（VC）。這種化學物質可以改善锂離子的循環壽命，特別是在較高的溫度下，並且隨著使用和使用年限的不同，內部電阻很低。VC還在陽極上保持穩定的SEI膜，沒有電解質氧化對陰極的不利副作用。據說學術界和研究界在知識和添加劑的選擇方面落後于電池制造商，因此這是一個很大的秘密。

对于大多数商用锂離子電池，SEI层将在75-90°C（167-194°F）的电池温度下分解。电池的类型和充电状态（SoC）会影响高温下的击穿。如果没有适当冷却，可能会发生自加热行为，导致热失控。在18650电池上进行的实验室测试表明，这种热事件可能需要两天才能完成。锂离子电解质的可燃性也是一個問題，並且進行了實驗以通過添加劑或顯影非有機離子液體來生産不可燃或減少的可燃電解質。還進行了在低溫下操作锂離子的研究。

幹燥或緩慢地將液體電解質轉變成固體形式是另一種老化事件，其降低了锂離子的性能。當電解質流走了，電池都報廢了，電解質的流動性是另一種與所有電池化學成分相關的健康狀態指示劑。

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