锂离子电池是一种广泛应用的二次电池,具有高能特性。然而,它也存在一个问题,就是充放电循环的稳定性。本文将分析锂离子电池容量衰减的可能原因,包括过充电、电解液分解及自放电。
电池过充时,锂离子会还原沉积在负极表面,形成锂包覆,阻塞锂的嵌入,导致放电效率降低和容量损失。具体原因包括:可循环锂量减少、形成 Li2CO3 等产物、阻塞隔膜孔隙、消耗电解液等。此外,快速充电或正极活性物相对于负极活性物过量时,可能会发生金属锂的沉积。
电解液分解是锂离子电池容量衰减的另一个重要原因。在充放电过程中,电解液会发生氧化还原反应,产生气体和固体副产物,这些副产物会沉积在电极表面,堵塞电极孔隙,降低电池的性能。
自放电是指锂离子电池在不使用的情况下,电量自行消耗的现象。自放电的原因主要有两个:一是锂离子在电解液中的扩散速度较慢,导致部分锂离子在电极表面还原沉积;二是电解液中的杂质和电极表面的缺陷会导致锂离子的不可逆消耗。