Welche Faktoren beeinflussen die Zyklenleistung von Lithium-Ionen-Batterien?

Materialien

Die Materialauswahl ist der erste Faktor, der die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien beeinflusst. Wenn Sie das Batteriematerial mit schlechter Zyklenleistung wählen, kann die Lebensdauer der Zelle selbst bei vernünftigem Prozess und perfekter Produktion nicht garantiert werden. Und bei besseren Materialien darf die Taktleistung auch bei Problemen im späteren Produktionsprozess nicht allzu schlecht sein.

Aus stofflicher Sicht hängt die Zyklenfestigkeit einer Batterie von Kathode und Anode ab, die in Abstimmung mit dem Elektrolyten die schlechtere Zyklenfestigkeit aufweisen. Wenn die Wertstoffkreislaufleistung nicht gut ist. Einerseits kann sich die Kristallstruktur während des Zyklus zu schnell ändern, so dass die Freisetzung und Aufnahme von Lithium-Ionen nicht abgeschlossen werden kann. Einerseits kann es dazu führen, dass das aktive Material und der entsprechende Elektrolyt keinen dichten und gleichmäßigen SEI-Film erzeugen, was zu vorzeitigen Nebenreaktionen zwischen dem aktiven Material und dem Elektrolyten führt, was zu einem schnellen Elektrolytverbrauch führt und somit die Leistung beim Radfahren.

Wenn daher bei der Gestaltung der Zelle bestätigt wird, dass entweder die positive oder die negative Elektrode das Material mit schlechter Zyklusleistung wählt, dann muss die andere nicht das Material mit guter Zyklusleistung wählen. Da nur das Material der positiven und negativen Elektrode gleichzeitig ausgewählt wird, kann es seine Leistung zeigen.

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Der Verdichtungsgrad von Kathode und Anode

Eine zu starke Verdichtung der positiven und negativen Elektroden kann die Energiedichte der Zelle verbessern, verringert aber auch die Recyclingleistung des Materials in gewissem Maße. Je stärker die Verdichtung, desto größer ist theoretisch die Schädigung der Materialstruktur. Aber die Struktur des Materials ist grundlegend, um sicherzustellen, dass Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden können. Außerdem ist es schwierig, eine hohe Elektrolytretention für die Zelle mit hoher positiver und negativer Elektrodenverdichtung sicherzustellen, und die Elektrolytretention ist auch die Grundlage dafür, dass die Zelle den normalen Zyklus oder mehr Zyklen abschließt.

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Feuchtigkeit

Übermäßige Feuchtigkeit reagiert mit positiven und negativen Wirkstoffen, zerstört ihre Struktur und beeinträchtigt die Durchblutung. Gleichzeitig ist übermäßige Feuchtigkeit der Bildung eines SEI-Films nicht förderlich. Allerdings ist Spurenwasser einerseits schwer zu entfernen, andererseits kann Spurenwasser auch die Leistungsfähigkeit der Zelle bis zu einem gewissen Grad sicherstellen.

Zum Beispiel in LCO - Graphitbatterien. Wenn die Feuchtigkeit der Batterie weniger als 0,015 % beträgt, hat die erste Entladungskapazität der Batterie nur eine kleine Änderung. Wenn die Batteriefeuchtigkeit im Bereich von 0,015 % ~ 0,04 % liegt, nimmt die Erstentladungskapazität der Batterie mit zunehmender Feuchtigkeit in der Batterie ab. Wenn die Feuchtigkeit in der Batterie weniger als 0,015 % beträgt, kann das durch das Ein-Elektronen-Reduktionsverfahren erzeugte Alkyllithiumcarbonat auch mit Spuren von Wasser im Elektrolyten reagieren, um Lithiumcarbonat zu bilden. Wenn CO2 erzeugt wird, finden auf der negativen Oberfläche bei niedrigem Potential neue chemische Reaktionen statt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die richtige Wassermenge der Bildung eines Li2CO3-dominierten, stabilen, gleichmäßigen und dichten SEI-Films förderlich ist. Wenn der SEI-Film die negative Elektrode vollständig bedeckt, stoppt die irreversible Reaktion sofort. Wenn die Feuchtigkeit im Bereich von 0,0150 % ~ 0,04 % liegt, steigt außerdem der Lithium-Ionen-Verbrauch und die Lade- und Entladekapazität der Batterie nimmt ab, was sich negativ auf sie auswirkt.