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锂离子电池容量损失分析

资料介绍
锂离子电池容量损失分析
锂离子电池容量损失分析
       
锂离子电池是继镍镉、镍氢电池之后发展最快的二次电池。由于其具有比能量高、工作
电压高、自放电率低、循环寿命长、环境污染小等独特优势,现已用作高速发展的小型
电子产品的电源,也很有希望用作大型动力电池的电源。锂离子电池的应用很大程度上
取决于其充放电循环的稳定性,与其他二次电池一样,锂离子电池在循环过程中容量衰
减是难以避免的。由于锂离子电池在充放电过程中过充电或过放电、电解液分解、SEI
膜的形成、活性物质的溶解及其他因素会导致电池容量损失,因此分析锂离子电池容量
衰减的原因,对我们进行研究开发及生产应用有着重要的作用,也有利于提高我们产品
的品质。
一、锂离子电池工作原理
锂离子电池是指分别用两种能可逆嵌入与脱嵌锂离子的层间化合物作正负极活性物质而
构成的二次电池,目前生产中普遍采用高嵌脱锂电位的LiCoO2
类材料为正极,低嵌脱锂电位的碳类材料为负极。锂离子电池在最初的充电循环中,在
碳负极材料会出现化学/电化学反映过程,分别对应有机电解液的分解和锂离子的嵌入,
伴随形成SEI
膜。目前常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)
、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲基乙基酯(EMC)等,电解质一般用锂盐有LiBF6、LiPF4
、LiAsF6 和LiCIO4 等。隔膜用PP 微孔薄膜或PE 微孔薄膜。电极反应如下:
正极:LiCoO2充电→← 放电Li1 - xCoO2+xLi++xe-20
负极: 6C + xLi + + xe -充电→← 放电 LixC6
总的反应为: 6C + LiCoO2充电→← 放电 Li1-xCoO2+LixC6
充电时,锂离子从LiCoO2
中立方紧密堆积氧层中八面体位置发生脱嵌,释放一个电子给Co3+,其氧化为Co4+;
放电时,锂离子嵌入到八面体位置得到一个电子,C……
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