锂离子电池容量衰减的原因有什么?锂电池损耗的原因是什么
容量衰减的可能原因有什么?
1.电池的自放电
自放电是指电池在未使用状态下,电容量自然损失的现象。锂离子电池自放电导致容量损失分两种情况:一是可逆容量损失;二是不可逆容量的损失。可逆容量损失是指损失的容量能在充电时恢复,而不可逆容量损失则相反,正负极在充电状态下可能与电解质发生副反应(微电池反应),发生锂离子嵌入与脱嵌,正负极嵌入和脱嵌的锂离子只与电解液的锂离子有关,正负极容量因此不平衡,充电时这部分容量损失不能恢复。
如正极和溶剂的反应:LiyMn2O4+xLi++xe→Liy+xMn2O4
溶剂分子(如PC)在导电性物质碳黑或集流体表面上作为微电池负极氧化:xPC→xPC-自由基+xe;
负极和溶质LiPF6的还原反应
PF5+xe→PF5-x
充电状态下的碳化锂作为微电池的负极脱去锂离子而被氧化:
LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe
2.电极不稳定性
包括电极在充放电/循环过程中结构变化,正极由于结构缺陷造成的溶解
3.集流体的腐蚀
铜和铝分别是负极和正极集流体最常用的材料。
集流体腐蚀与电解液有关,在LiPF6-EC/DMC电解液中,电压为4.2V(vs.Li/Li+)即可腐蚀铝箔,铝箔无论是在空气中还是在电解液中都比较容易在表面形成氧化物膜,同时,集流体表面全面腐蚀和局部腐蚀(如点蚀)以及粘附性差等原因都会使得电极反应阻力增大,电池内阻新增,导致容量损失和放电效率降低。铜集流体在使用过程中腐蚀生成一层绝缘腐蚀产物膜。致使电池内阻增大,循环过程中放电效率下降,造成容量损失。
另外还有使用过程中的过充、过放,电解液的分解都会引起锂离子电池容量的损失。1、电池保护电路不良或无保护电路:这种情况往往发生在可拆卸电池的手机中,很多用户喜欢购买相对廉价的非原厂电池,而这些电池为了最大程度的压榨利润,通常会偷工减料,电池本身的保护电路容易出现问题,出现电芯膨胀的情况。关于锂离子电池而言,电芯膨胀到一定程度就会发生爆炸。
2、充电器性能不良:因为充电器导致电池出现问题的情况应该是最普遍的,很多情况下,用户可能都不会很在意手机充电器的选择,经常随手拿一款充电器进行充电。这些充电器可能是街边所售的廉价充电器,没有完善的保护电路系统,也可能是家用平板产品的充电器,其充电电流很可能会比较大,偶尔充电问题不大,但假如长时间使用,就很可能出现电池膨胀的情况。
尤其是一些用户喜欢边充边玩,使手机长时间处于一个较高的温度环境下,高温下持续浮充会导致电解液发生副反应,长时间这么做,会严重影响电池寿命,膨胀的问题也就很容易出现了。
3、手机长时间不使用:假如手机长时间不使用,电池也会出现膨胀的问题,这是因为长期储存电池,电压会降到2V以下,内部会出现化学反应,导致锂离子电池气鼓,这也是很多朋友在拆解旧手机时普遍会发现手机电池鼓包的原因。所以假如要长期存放电池,最靠谱的办法是定期将其充电到半充状态。
如何防范问题出现
通常,我们使用的锂离子电池有锂离子聚合物和锂离子电池两种,前者没有电解液,出问题是先膨胀,胀破外壳才会起火,不会突然爆炸,有一定预警性,相对安全一点。我们在可以选择的情况下,尽量购买这种电池。
关于用户来说,日常充电最好使用手机直接充电(即使电池可拆卸),并且采用原装充电器进行充电。尽量防止用第三方充电器,或者万能充(对可拆卸电池来说)。不要图便宜购买第三方兼容电池(电池可拆卸),手机充电时尽量不要玩大型游戏或运行易使手机发热的程序。
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