锂电池容量偏低是什么原因?

来源：存能电气  日期：2019-01-29 14:27  浏览量：次

　　锂电池容量偏低是什么原因?电池容量是衡量锂电池性能的重要性能指标之一，容量缩减跟锂电池的原理有很大一部分的原因，锂电池组容量降低，除去电芯本身的老化、衰退之外，还有一个更普遍、更重要的因素，就是自放电率不同，导致的串联电芯电量不平衡，最终导致锂电池容量降低不耐用。

　　锂电池容量偏低是什么原因?

　　1、正极材料的结构变化

　　正极材料是锂离子电池的主要来源，当锂离子从正极中脱出时候，为了维持材料电中性状态，金属元素必然会被氧化到达一个高的氧化态，这里就伴随了组分的转变。组分的转变容易导致相转移和体相结构的变化。电极材料相转变可以引起晶格参数的变化及晶格失配，由此产生的诱导应力引起晶粒的破碎，并引发裂纹的传播，造成材料的结构发生机械破坏，从而引起锂电池电化学性能衰减。

　　2、负极材料结构

　　商业化锂电池常用的负极材料有碳材料、钛酸锂等，本文以典型负极石墨进行分析。锂电池容量的衰减第一次发生于化成阶段，在这个阶段会在负极表面形成SEI，消耗部分锂离子。

　　随着锂电池使用，石墨结构的变化也会造成电池容量下降。研究发现循环后的碳材料虽然保持了石墨的形貌结构，但是其(002)晶面的半高宽变大，导致c轴方向的晶粒尺寸变小，晶体结构的改变导致碳材料出现裂纹，进而破坏负极表面的SEI膜并促进SEI膜的修复，SEI膜的过度生长消耗活性锂，因此造成了锂电池的不可逆容量衰减。

　　3、电解液的氧化分解

　　电解液的性质显著影响锂电池的比容量、寿命、倍率充放电性能、工作温度范围以及安全性能等。电解液主要包括溶剂、电解质和添加剂三个部分。溶剂的分解、电解质的分解都会导致电池容量的损失。电解液的分解和副反应是锂电池容量衰减的主要因素，无论采用何种正负极材料、何种工艺，随着锂电池循环使用，电解液的分解及与正负极材料间发生的界面反应都会造成容量的衰减。

　　4、快速充放电

　　快速充电时，电流密度过大，负极严重极化，锂电池的沉积会更明显，使在铜箔与碳类活性物质边界处的铜箔脆化，极易产生裂缝。电芯自发卷绕受到固定空间的限制，铜箔无法自由伸展产生压力，在压力的作用下，原有的裂缝扩散生长，因扩展空间不够，铜箔发生断裂。

　　5、长期深度充放电

　　放电要转入从内部结构来说，一是会造成电解液过度挥发，二是锂电池的负极过度反应使其介质膜发生变化造成脱嵌能力下降，形成容量的永久性损失;

　　充电主要从电压稳定性和到深夜电网电压升高，本已经停止充电的充电器，电压升高后，又会继续充电，造成电池过充电导致正极材料结构变化容量损失，分解放氧与电解液剧烈氧化反应进而燃烧爆炸;电解液有机溶剂/电解质锂盐分解;负极析锂过放可能导致负极铜集电极溶解，正极形成铜枝晶。

　　6、温度因素

　　温度绝对是影响锂电池寿命的关键因素之一，过高的温度或过低的温度都会造成活性锂离子含量的降低，从而减少锂电池寿命。

　　电池容量下降的原因：

　　1.电芯老化、衰退。

　　2.自放电率不同，导致的串联电芯电量不平衡，最终导致锂电池容量降低不耐用。

　　3.在电池使用及充放电过程中，会出现“硫化”现象影响电池容量。

　　锂电池电量不平衡，如何恢复正常?

　　1、首先针对整个锂电池组进行充电，转灯后浮充2到3小时。如果电池组长期亏电放置，已经无法充入电量，可以直接跨过保护板充电10分钟(使用放电口充电)，再正常充电即可。

　　2、拔下保护板的排线，拔掉之前，请做好记号，2根排线的板子，排线不可插反。测量排线上相邻针脚的电压，如果是48V的，有16个电压，60V则是20个电压。负极开始的第一串电压是从电池组负极到第一根排线之间的电压，其他以此类推。找出电压低于3.50V的单串，判断正负极，并做好标记。

　　3、使用3.6v的充电器，将电压低于3.50v的单串充电至3.60到3.70V。但需要有人值守，严防过充电导致锂电池报废。

　　4、按照原来的顺序插回排线，注意不可反接，装好电池，即可投入使用。

　　锂电池的容量随着不断使用，其容量会自然衰减的，表现在电压降低，容量不足，这是与锂电池的材料特性有关，简单理解就是锂离子的活性随着使用会不断降低，直至最终容量全部衰减完了。

　　为了延长锂电池的寿命，一般建议采取浅充浅放的方式使用锂电池，不要过度使用锂电池，或到快没电时才去充电，对锂电池寿命都是不利的。

　　影响锂电池容量下降衰减的本质是可脱嵌锂离子含量的降低，其因素主要是正负极材料的结构破坏或失活、电解液的分解、锂电池的滥用等等。平常一定要正确使用锂电池，才能延长锂电池的寿命。