鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它首要依靠Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌來作業(yè)。在充放電進(jìn)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀況；放電時(shí)則相反。鋰離子電池自商業(yè)化以來，被廣泛應(yīng)用于便攜式的電子產(chǎn)品中，如筆記本電腦，手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等，可是隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，轎車敞開了從燃油到電動(dòng)化的浪潮，鋰離子電池是其動(dòng)力的重要選擇之一。下面賢集網(wǎng)小編來為我們介紹更多關(guān)于鋰離子電池的知識(shí)，包含：鋰離子電池首要功能指標(biāo)、首要分類、鋰離子電池容量衰減的原因！一同來看看吧！

鋰離子電池首要功能指標(biāo)

1、電池的容量

電池的容量有額外容量和實(shí)踐容量之分。電池的額外容量是指電池在環(huán)境溫度為20℃5℃條件下，以5h率放電至停止電壓時(shí)所應(yīng)提供的電量，用C5表明。電池的實(shí)踐容量是指電池在必定的放電條件下所放出的實(shí)踐電量，首要受放電倍率和溫度的影響（故嚴(yán)厲來講，電池容量應(yīng)指明充放電條件）。

容量單位：mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。

2、電池內(nèi)阻

電池內(nèi)阻是指電池在作業(yè)時(shí)，電流流過電池內(nèi)部所遭到的阻力。有歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻兩部分組成。電池內(nèi)阻值大，會(huì)導(dǎo)致電池放電作業(yè)電壓下降，放電時(shí)刻縮短。內(nèi)阻巨細(xì)首要受電池的資料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等要素的影響。電池內(nèi)阻是衡量電池功能的一個(gè)重要參數(shù)。

3、電壓

開路電壓是指電池在非作業(yè)狀況下即電路中無電流流過期，電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。一般狀況下，鋰離子電池充滿電后開路電壓為4.14.2V左右，放電后開路電壓為3.0V左右。經(jīng)過對(duì)電池的開路電壓的檢測(cè)，能夠判斷電池的荷電狀況。作業(yè)電壓又稱端電壓，是指電池在作業(yè)狀況下即電路中有電流流過期電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。在電池放電作業(yè)狀況下，當(dāng)電流流過電池內(nèi)部時(shí)，不需克服電池的內(nèi)阻所構(gòu)成阻力，故作業(yè)電壓總是低于開路電壓，充電時(shí)則與之相反。鋰離子電池的放電作業(yè)電壓在3.6V左右。

4、放電渠道時(shí)刻

放電渠道時(shí)刻是指在電池滿電狀況下放電至某電壓的放電時(shí)刻。例對(duì)某三元電池測(cè)量其3.6V的放電渠道時(shí)刻，以恒壓充到電壓為4.2V，而且充電電流小于0.02C時(shí)停止充電即充滿電后，然后擱置10分鐘，在任何倍率的放電電流下放電至3.6V時(shí)的放電時(shí)刻即為該電流下的放電渠道時(shí)刻。因某些運(yùn)用鋰離子電池的用電器的作業(yè)電壓都有電壓要求，假如低于要求值，則會(huì)出現(xiàn)無法作業(yè)的狀況。所以放電渠道是衡量電池功能好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

5、充放電倍率

充放電倍率是指電池在規(guī)則的時(shí)刻內(nèi)放出其額外容量時(shí)所需要的電流值，1C在數(shù)值上等于電池額外容量，一般以字母C表明。如電池的標(biāo)稱額外容量為10Ah，則10A為1C（1倍率），5A則為0.5C，100A為10C，以此類推。

6、自放電率

自放電率又稱荷電堅(jiān)持才能，是指電池在開路狀況下，電池所儲(chǔ)存的電量在必定條件下的堅(jiān)持才能。首要受電池的制造工藝、資料、儲(chǔ)存條件等要素的影響。是衡量電池功能的重要參數(shù)。

7、功率

（1）充電功率是指電池在充電進(jìn)程中所耗費(fèi)的電能轉(zhuǎn)化成電池所能儲(chǔ)存的化學(xué)能程度的測(cè)量。首要受電池工藝，配方及電池的作業(yè)環(huán)境溫度影響，一般環(huán)境溫度越高，則充電功率要低。

（2）放電功率是指在必定的放電條件下放電至終點(diǎn)電壓所放出的實(shí)踐電量與電池的額外容量之比，首要受放電倍率，環(huán)境溫度，內(nèi)阻等要素影響，一般狀況下，放電倍率越高，則放電功率越低。溫度越低，放電功率越低。

8、循環(huán)壽數(shù)

電池循環(huán)壽數(shù)是指電池容量下降到某一規(guī)則的值時(shí)，電池在某一充放電準(zhǔn)則下所經(jīng)歷的充放電次數(shù)。鋰離子電池GB規(guī)則，1C條件下電池循環(huán)500次后容量堅(jiān)持率在60%以上。

鋰離子電池的首要分類

一、依據(jù)鋰電池所用電解質(zhì)資料不同，鋰電池能夠分為液態(tài)鋰電池(lithiumionbattery，簡稱為LIB)和聚合物鋰電池(polymerlithiumionbattery，簡稱為LIP)兩大類。

二、按充電方式可分為：不可充電的及可充電的兩類。

三、鋰電池外型分：有方型鋰電（如常用的手機(jī)電池）和柱形（如18650、18500）；

四、鋰電池外包資料分：鋁殼鋰電池，鋼殼鋰電池，軟包電池；

五、鋰電池從正負(fù)極資料（添加劑）分：鈷酸鋰(LiCoO2)電池、錳酸鋰（LiMn2O4），磷酸鐵鋰電池，一次性二氧化錳鋰電池。

鋰離子電池容量衰減的原因

鋰離子電池是繼鎘鎳、氫鎳電池之后開展最快的二次電池。它的高能特性讓它的未來看起來一片光明。可是，鋰離子電池并不完美，其最大的問題便是它的充放電循環(huán)的安穩(wěn)性。本文總結(jié)并剖析了鋰離子電池容量衰減的或許原因，包含過充電，電解液分化及自放電。

原因一：過充電

1、石墨負(fù)極的過充反響：

電池在過充時(shí)，鋰離子簡單復(fù)原堆積在負(fù)極外表

堆積的鋰包覆在負(fù)極外表，堵塞了鋰的嵌入。導(dǎo)致放電功率下降和容量丟失，原因有：

①可循環(huán)鋰量減少；

②堆積的金屬鋰與溶劑或支撐電解質(zhì)反響構(gòu)成Li2CO3，LiF或其他產(chǎn)品；

③金屬鋰一般構(gòu)成于負(fù)極與隔閡之間，或許堵塞隔閡的孔隙增大電池內(nèi)阻；

④因?yàn)殇嚨男再|(zhì)很活潑，易與電解液反響而耗費(fèi)電解液.然后導(dǎo)致放電功率下降和容量的丟失。

快速充電，電流密度過大，負(fù)極嚴(yán)重極化，鋰的堆積會(huì)更加明顯。這種狀況簡單發(fā)作在正極活性物相關(guān)于負(fù)極活性物過量的場(chǎng)合。可是，在高充電率的狀況下，即使正負(fù)極活性物的份額正常，也或許發(fā)作金屬鋰的堆積。

2、正極過充反響

當(dāng)正極活性物相關(guān)于負(fù)極活性物份額過低時(shí)，簡單發(fā)作正極過充電。正極過充導(dǎo)致容量丟失首要是因?yàn)殡娀瘜W(xué)惰性物質(zhì)（如Co3O4，Mn2O3等）的發(fā)作，損壞了電極間的容量平衡，其容量丟失是不可逆的。

（1）LiyCoO2

LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4＋O2(g)]＋yLiCoO2y<0.4

一起正極資料在密封的鋰離子電池中分化發(fā)作的氧氣因?yàn)椴淮嬖谠倩戏错懀ㄈ缟蒆2O）與電解液分化發(fā)作的可燃性氣體一起積累，后果將無法想象。

（2）λ-MnO2

鋰錳反響發(fā)作在鋰錳氧化物完全脫鋰的狀況下：λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

原因二：電解液分化（復(fù)原）

1、電解質(zhì)在正極上分化：

（1）電解液由溶劑和支撐電解質(zhì)組成，在正極分化后一般構(gòu)成不溶性產(chǎn)品Li2Co3和LiF等，經(jīng)過堵塞電極的孔隙而下降電池容量，電解液復(fù)原反響對(duì)電池的容量和循環(huán)壽數(shù)會(huì)發(fā)作不良影響，而且因?yàn)閺?fù)原發(fā)作了氣體會(huì)使電池內(nèi)壓升高，然后導(dǎo)致安全問題。

（2）正極分化電壓一般大于4.5V(相關(guān)于Li/Li+)，所以，它們?cè)谡龢O上不易分化。相反，電解質(zhì)在負(fù)極較易分化。

2、電解質(zhì)在負(fù)極上分化：

電解液在石墨和其它嵌鋰碳負(fù)極上安穩(wěn)性不高，簡單反響發(fā)作不可逆容量。初度充放電時(shí)電解液分化會(huì)在電極外表構(gòu)成鈍化膜，鈍化膜能將電解液與碳負(fù)極離隔阻止電解液的進(jìn)一步分化。然后維持碳負(fù)極的結(jié)構(gòu)安穩(wěn)性。理想條件下電解液的復(fù)原限制在鈍化膜的構(gòu)成階段，當(dāng)循環(huán)安穩(wěn)后該進(jìn)程不再發(fā)作。

（1）鈍化膜的構(gòu)成：

電解質(zhì)鹽的復(fù)原參加鈍化膜的構(gòu)成，有利于鈍化膜的安穩(wěn)化，可是

①復(fù)原發(fā)作的不溶物對(duì)溶劑復(fù)原生成物會(huì)發(fā)作不利影響；

②電解質(zhì)鹽復(fù)原時(shí)電解液的濃度減小，終究導(dǎo)致電池容量丟失（LiPF6復(fù)原生成LiF、LixPF5－x、PF3O和PF3）；

③鈍化膜的構(gòu)成要耗費(fèi)鋰離子，這會(huì)導(dǎo)致南北極間容量失衡而構(gòu)成整個(gè)電池比容量下降。

④假如鈍化膜上有裂縫，則溶劑分子能透入，使鈍化膜加厚，這樣不光耗費(fèi)更多的鋰，而且有或許堵塞碳外表上的微孔，導(dǎo)致鋰無法嵌入和脫出，構(gòu)成不可逆容量丟失。在電解液中加一些無機(jī)添加劑，如CO2，N2O，CO，SO2等，可加速鈍化膜的構(gòu)成，并能抑制溶劑的共嵌和分化，加入冠醚類有機(jī)添加劑也有相同的效果，其間以12冠4醚最佳。

（2）成膜容量丟失的要素：

①工藝中運(yùn)用碳的類型；

②電解液成份；

③電極或電解液中添加劑。

a、Blyr以為離子交換反響從活性物質(zhì)粒子外表向其核心推進(jìn)，構(gòu)成的新相包埋了原來的活性物質(zhì)，粒子外表構(gòu)成了離子和電子導(dǎo)電性較低的鈍化膜，因而儲(chǔ)存之后的尖晶石比儲(chǔ)存前具有更大的極化。

b、Zhang經(jīng)過對(duì)電極資料循環(huán)前后的溝通阻抗譜的比較剖析發(fā)現(xiàn)，隨著循環(huán)次數(shù)的添加，外表鈍化層的電阻添加，界面電容減小。反映出鈍化層的厚度是隨循環(huán)次數(shù)而添加的。錳的溶解及電解液的分化導(dǎo)致了鈍化膜的構(gòu)成，高溫條件更有利于這些反響的進(jìn)行。這將構(gòu)成活性物質(zhì)粒子直接觸電阻及Li+遷移電阻的增大，然后使電池的極化增大，充放電不完全，容量減小。

3、II電解液的復(fù)原機(jī)理

電解液中常常含有氧、水、二氧化碳等雜質(zhì)，在電池充放電進(jìn)程中發(fā)作氧化復(fù)原反響。電解液的復(fù)原機(jī)理包含溶劑復(fù)原、電解質(zhì)復(fù)原及雜質(zhì)復(fù)原三方面：

（1）溶劑的復(fù)原

PC和EC的復(fù)原包含一電子反響和二電子反響進(jìn)程，二電子反響構(gòu)成Li2CO3：

①Fong等以為，在第一次放電進(jìn)程中，電極電勢(shì)接近O.8V(vs.Li/Li+)時(shí)，PC/EC在石墨上發(fā)作電化學(xué)反響，生成CH=CHCH3(g)/CH2=CH2(g)和LiCO3(s)，導(dǎo)致石墨電極上的不可逆容量丟失。

②Aurbach等對(duì)各種電解液在金屬鋰電極和碳基電極上復(fù)原機(jī)理及其產(chǎn)品進(jìn)行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)PC的一電子反響機(jī)理發(fā)作ROCO2Li和丙烯。ROCO2Li對(duì)痕量水很靈敏，有微量水存在時(shí)首要產(chǎn)品為Li2CO3和丙稀，但在枯燥狀況下并無Li2CO3發(fā)作。

DEC的復(fù)原：

Ein-EliY報(bào)道，由碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二甲酯(DMC)混合而成的電解液，在電池中會(huì)發(fā)作交換反響，生成碳酸甲乙酯(EMC)，對(duì)容量丟失發(fā)作必定的影響。

（2）電解質(zhì)的復(fù)原

電解質(zhì)的復(fù)原反響一般被以為是參加了碳電極外表膜的構(gòu)成，因而其品種及濃度都將影響碳電極的功能。在某些狀況下，電解質(zhì)的復(fù)原有助于碳外表的安穩(wěn)，可構(gòu)成所需的鈍化層。一般以為，支撐電解質(zhì)要比溶劑簡單復(fù)原，復(fù)原產(chǎn)品攙雜于負(fù)極堆積膜中而影響電池的容量衰減。幾種支撐電解質(zhì)或許發(fā)作的復(fù)原反響如下：

（3）雜質(zhì)復(fù)原

①電解液中水含量過高會(huì)生成LiOH(s)和Li2O堆積層，不利于鋰離子嵌入，構(gòu)成不可逆容量丟失：

H2O＋e→OH-＋1/2H2

OH-＋Li+→LiOH(s)

LiOH＋Li+＋e-→Li2O(s)＋1/2H2

生成LiOH(s)在電極外表堆積，構(gòu)成電阻很大的外表膜，阻礙Li+嵌入石墨電極，然后導(dǎo)致不可逆容量丟失。溶劑中微量水(100-300×10-6)對(duì)石墨電極功能沒影響。

②溶劑中的CO2在負(fù)極上能復(fù)原生成CO和LiCO3(s)：

2CO2＋2e-＋2Li+→Li2CO3＋CO

CO會(huì)使電池內(nèi)壓升高，而Li2CO3（s）使電池內(nèi)阻增大影響電池功能。

③溶劑中的氧的存在也會(huì)構(gòu)成Li2O

1/2O2+2e-+2Li+→Li2O

因?yàn)榻饘黉嚺c完全嵌鋰的碳之間電位差較小，電解液在碳上的復(fù)原與在鋰上的復(fù)原類似。

原因三：自放電

鋰離子電池首要功能指標(biāo)、首要分類及電池容量衰減的原因

自放電是指電池在未運(yùn)用狀況下，電容量天然丟失的現(xiàn)象。鋰離子電池自放電導(dǎo)致容量丟失分兩種狀況：

一是可逆容量丟失；

二是不可逆容量的丟失。

1、可逆容量丟失是指丟失的容量能在充電時(shí)康復(fù)，而不可逆容量丟失則相反，正負(fù)極在充電狀況下或許與電解質(zhì)發(fā)作微電池效果，發(fā)作鋰離子嵌入與脫嵌，正負(fù)極嵌入和脫嵌的鋰離子只與電解液的鋰離子有關(guān)，正負(fù)極容量因而不平衡，充電時(shí)這部分容量丟失不能康復(fù)。如：

鋰錳氧化物正極與溶劑會(huì)發(fā)作微電池效果發(fā)作自放電構(gòu)成不可逆容量丟失：

LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4

溶劑分子(如PC)在導(dǎo)電性物質(zhì)碳黑或集流體外表上作為微電池負(fù)極氧化:

xPC→xPC-自由基+xe-

相同，負(fù)極活性物質(zhì)或許會(huì)與電解液發(fā)作微電池效果發(fā)作自放電構(gòu)成不可逆容量丟失，電解質(zhì)(如LiPF6)在導(dǎo)電性物質(zhì)上復(fù)原：

PF5+xe-→PF5-x

充電狀況下的碳化鋰作為微電池的負(fù)極脫去鋰離子而被氧化:

LiyC6→Liy-xC6+xLi+++xe-

2、自放電影響要素：正極資料的制造工藝，電池的制造工藝，電解液的性質(zhì)，溫度，時(shí)刻。

3、自放電速率首要受溶劑氧化速率操控，因而溶劑的安穩(wěn)性影響著電池的儲(chǔ)存壽數(shù)。

4、溶劑的氧化首要發(fā)作在碳黑外表，下降碳黑外表積能夠操控自放電速率，但關(guān)于LiMn2O4正極資料來說，下降活性物質(zhì)外表積相同重要，一起集電體外表對(duì)溶劑氧化所起的效果也不容忽視。

5、經(jīng)過電池隔閡而泄漏的電流也能夠構(gòu)成鋰離子電池中的自放電，但該進(jìn)程遭到隔閡電阻的限制，以極低的速率發(fā)作，并與溫度無關(guān)。考慮到電池的自放電速率激烈地依賴于溫度，故這一進(jìn)程并非自放電中的首要機(jī)理。

6、假如負(fù)極處于足夠電的狀況而正極發(fā)作自放電，電池內(nèi)容量平衡被損壞，將導(dǎo)致永久性容量丟失。

7、長時(shí)刻或常常自放電時(shí)，鋰有或許堆積在碳上，增大南北極間容量不平衡程度。

8、Pistoia等比較了3種首要金屬氧化物正極在各種不同電解液中的自放電速率，發(fā)現(xiàn)自放電速率隨電解液不同而不同。并指出自放電的氧化產(chǎn)品堵塞電極資料上的微孔，使鋰的嵌入和脫出困難而且使內(nèi)阻增大和放電功率下降，然后導(dǎo)致不可逆容量丟失。

上述是賢集網(wǎng)小編為我們解說的鋰離子電池首要功能指標(biāo)、首要分類、鋰離子電池容量衰減的原因。希望這些知識(shí)能夠加深我們對(duì)鋰離子電池的了解！在這里小編還要提醒我們幾點(diǎn)，首先防止鋰離子電池在嚴(yán)格條件下運(yùn)用，如:高溫、高濕度、夏天陽光下長時(shí)刻暴曬等，防止將電池投入火中。拆鋰離子電池時(shí)，應(yīng)保證用電用具處于電源關(guān)閉狀況；運(yùn)用溫度應(yīng)堅(jiān)持在-20~50℃之間。還有，防止將鋰離子電池長時(shí)刻"寄存"在停止運(yùn)用的用電用具中。只有悉心保護(hù)，才能夠延伸它的運(yùn)用壽數(shù)！