鋰電池充放電倍率對電池性能有何影響?

來源：存能電氣  日期：2019-01-15 09:15  瀏覽量：次

　　鋰電池充放電倍率對電池性能有何影響?鋰離子電池的充放電倍率，決定了我們可以以多快的速度，將一定的能量存儲到電池里面，或者以多快的速度，將電池里面的能量釋放出來。正負極、電解液都會影響鋰電池的充放電倍率性能。本文存能電氣小編就來談談鋰電池充放電倍率對電池性能有何影響。

　　我們都知道，鋰電池隨著充放電次數的增加，容量會越來越少，直接表現就是鋰電池的性能越來越差。

　　哪些因素會限制鋰電池的充放電倍率性能？

　　鋰電池的充放電倍率性能，與鋰離子在正負極、電解液、以及他們之間界面處的遷移能力直接相關，一切影響鋰離子遷移速度的因素（這些影響因子也可等效為電池的內阻），都會影響鋰離子電池的充放電倍率性能。此外，電池內部的散熱速率，也是影響倍率性能的一個重要因素，如果散熱速率慢，大倍率充放電時所積累的熱量無法傳遞出去，會嚴重影響鋰電池的安全性和壽命。因此，研究和改善鋰電池的充放電倍率性能，主要從提高鋰離子遷移速度和電池內部的散熱速率兩個方面著手。

　　1.鋰電池的內阻

　　一般在正極活性物質內部會添加導電劑，從而降低活性物質之間、活性物質與正極基體/集流體的接觸電阻，改善正極材料的電導率（離子和電子電導率），提升倍率性能。不同材料不同形狀的導電劑，都會對鋰電池的內阻產生影響，進而影響其倍率性能。

　　正負極的集流體（極耳）是鋰離子電池與外界進行電能傳遞的載體，集流體的電阻值對電池的倍率性能也有很大的影響。因此，通過改變集流體的材質、尺寸大小、引出方式、連接工藝等，都可以改善鋰電池的倍率性能和循環壽命。

　　此外，隔離膜的吸液率和孔隙率也對鋰離子的通過性有較大的影響，也會一定程度上影響鋰電池的倍率性能（相對較小）。

　　鋰電池電解質與正負極材料的浸潤程度，會影響電解質與電極界面處的接觸電阻，從而影響電池的倍率性能。電解質的總量、粘度、雜質含量、正負極材料的孔隙等，都會改變電解質與電極的接觸阻抗，是改善倍率性能的重要研究方向。

　　2.電解質的離子電導率

　　電解質的離子電導率如同水的阻力一樣，對鋰離子游泳的速度有非常大的影響。目前鋰離子電池所采用的有機電解質，不管是液體電解質，還是固體電解質，其離子電導率都不是很高。電解質的電阻成為整個電池電阻的重要組成部分，對鋰電池高倍率性能的影響不容忽視。

　　除了提高電解質的離子電導率之外，還需要著重關注電解質的化學穩定性和熱穩定性。在大倍率充放電時，電池的電化學窗口變化范圍非常寬，如果電解質的化學穩定性不好，容易在正極材料表面氧化分解，影響電解質的離子電導率。

　　3.正、負極的鋰電池擴散能力

　　鋰電池在正/負極活性物質內部的脫嵌和嵌入的速率，也就是鋰離子從正/負極活性物質里面跑出來的速度，或者從正/負極表面進入活性物質內部找個位置“安家”的速度到底有多快，這是影響充放電倍率的一個重要因素。

　　影響鋰電池高倍率充放電性能的因素：

　　容量，容量保持能力差是鋰電池負極在高倍率充放過程中的最大問題，這主要與電極材料的結構、顆粒大小、電極導電性和電極表面SEI膜的穩定性等因素有關。

　　材料尺寸，鋰電池負極材料的尺寸直接關系著鋰離子在其中擴散路徑的長短，對電極高倍率性能產生很大的影響。

　　電極表面電阻，鋰離子在嵌入負極的過程中，首先要擴散到固體電解質相界面膜(SEI膜)與負極材料的界面處，因此電極表面電阻相當于鋰離子擴散過程中的一道門檻，影響著鋰離子的嵌入和脫出，尤其在高倍率充放電時更加明顯。

　　過放電對電池性能有何影響？

　　鋰電池放完內部儲存的電量，電壓達到一定值后，繼續放電就會造成過放電，通常根據放電電流來確定放電截止電壓。0.2C-2C放電一般設定1.0V/支,3C以上如5C或10C放電設定為0.8V/支,電池過放可能會給電池帶來災難性的后果,特別是大電流過放，或反復過放對電池影響更大。

　　一般而言，過放電會使鋰電池內壓升高，正負極活性物質可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復，容量也會有明顯衰減。

　　以上就是鋰電池充放電倍率對電池性能的影響，如果您對鋰電池感興趣或還有疑問，請點擊聯系我們的在線客服，我們竭誠為您服務！