三元材料锂电池组容量衰退的原因

来源：存能电气  日期：2019-07-16 09:09  浏览量：次

　　三元材料锂电池组容量衰退的原因。很多朋友发现自己在使用三元锂电池组的时候，发现在使用一段时间后，自己的锂电池组的容量明显的有所下降，变相的虽短了锂电池组的使用循环时间。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。

　　三元材料锂电池组容量衰退的原因

　　三元锂电池组主要是通过内部电极氧化反应，将化学能转化成电能的，锂电池内部结构由电池的正极和负极材料以及电解液所构成的，当电池反复的充放电的时候，电池内部的电机会使电池本体材料电极会产生晶体，引起电池内部导电性能下降，也就是锂离子的活性出现了下降，那么从而就会导致它的阻值增加，最后会影响到锂电池容量的衰减，其实，从实际的环境来看的话，影响到电池衰退，有充放电的电压，甚至是包括电池的充放电的功率以及环境的温度。

　　目前，新能源汽车电池主要使用的是三元锂电池组，那么对于三元锂电池组来脚最大的点就是会怕环境的高温，从而会影响到它的使用的寿命，当然了，这个也会影响到能量密度，正在电动汽车做功的功率上面来讲，产生电池衰退主要是由于车辆在使用的过程当中，为满足不同的驾驶工况而采用不同的充放电倍率，充放电倍率越大，电池容量衰减的越快，其实也主要就是由于材料的结构和性质的改变，使得其内部的离子扩散变得相对来说比较困难。

　　对于电池来讲，内阻不一致的话，就会是他内部的电流电压分配不均匀，从而会导致局部的单个电池出现欠压的一种情况，综合来看的话，影响动力锂电池组寿命的因素，其实还是非常多的，当然各种因素也都是相互影响着。

　　首先，如果该电池是磷酸铁锂电池组的话，这种情况就属于比较正常的了，因为磷酸铁锂电池正极材料的原因，其导电性本身就比同类型的锂电池要低一点，所以在使用的时候，磷酸铁锂电池组中的单节磷酸铁锂电池难免会出现不工作一致的现象。

　　锂电池组所使用的锂电池保护板工艺以及质量太过差劲，其设置的保护参数不能准确定位，导致锂电池组的过充保护以及过放保护都不是很完善，所以长期使用导致锂电池组的性能大幅度下降也是常理之中。当然还有一些原因也可能导致锂电池组性能的下降，但是以上两种是最为常见的两种情况，其他原因就不在此一一列举。

　　目前的锂离子动力电池的衰退也是不可避免的情况，随着对动力电池的技术不断的提高，解决电池容量衰退的相关问题用以延长动力电池的使用寿命显得十分重要。当然，这对电动汽车的发展来说也是至关重要的。

　　三元材料锂电池容量的衰减原因

　　一、正极材料的结构变化

　　正极材料是锂离子的主要来源，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，从而引起电化学性能衰减。

　　二、负极材料结构

　　商业化锂电池组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。

　　三、电解液的氧化分解与界面反应

　　电解液的性质显著影响锂离子电池的比容量、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组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。

　　此外，大倍率充放电也会造成锂电池组容量损失，这是因为正负极在充放电过程会发生体积收缩和膨胀，而充放电电流越大，收缩膨胀越剧烈，应力越大，从而正负极的颗粒在体积快速变化中更容易发生破裂或者从集流体剥离，导致循环衰减加快。

　　同时也希望各位朋友在使用三元锂电池组的时候，建议过一段时间就对锂电池组各方面都检查一遍，发现问题及时进行处理，这样也能让我们的锂电池组使用的更加长久。