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新旧锂离子电池的差别有什么?

钜大LARGE  |  点击量:1321次  |  2021年03月17日  

1充电恒压过程


新电芯进入恒压充电状态晚而旧电芯进入恒压状态早,恒流充电时间长,使得新电芯相对的充电速度比较快。原因与前一段的分析类似,依然是内阻占压出现的影响,旧电芯较早的被内阻抬高了端电压,很快达到充电程序设置的恒压值,进入恒压充电阶段。恒压充电的电流随着电量的新增在递减。


2容量


作为衡量电芯老化的直接参数,旧电芯的剩余容量表征其老化程度。假如追究电芯容量衰减的内部原因,大体可以这样表述:


在长期使用过程中,正极材料部分的溶解、坍塌,晶格被副反应产物堵塞,使得能够容纳锂离子的空位越来越少;


石墨负极,表面的SEI膜随着反复的循环使用、高低温环境的侵害等,其厚度越来越大,消耗负极材料和活性锂离子沉积成钝化膜的同时,新增了锂离子穿越的难度。老化的SEI膜,出现越来越多的缺陷,使得电解液得以直接接触负极材料,进一步生成钝化膜。能够嵌锂的负极材料减少和锂离子的消耗,都会带来容量的永久损失。


电解液,在循环使用过程中,电解液除了与正负极材料反映,还会与铁、铜等杂质反映,自己的分解反应,总体上消耗活性成分,使得其导电能力越来越差,电芯容量降低。


以上都是正常使用过程中,日积月累的容量损失原因。


3开路电压


新旧电芯的开路电压存在明显差异,旧电芯到了一定阶段,再也无法达到新电芯的电压值。问题依然出在导电活性物质的减少上。正负极之间电势差的极限是由正负极材料决定的,但电势的出现要依靠带电锂离子的聚集。活性离子减少,没有了原来数量的锂离子聚集在负极,开路电压自然下降了。


4内阻


内阻也是电芯寿命的一个指标,内阻的新增直接影响电芯的功率特性。究其原因,与容量的影响因素基本重合,正负极材料和活性离子的消耗,造成了内阻的新增。


5耐低温能力


有研究人员针对新旧电芯应对低温循环的能力做了实验比较。旧电芯经历10个常温循环周期,-10℃环境下50个循环,最后再用30个循环对电芯容量进行激活。


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