鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:18382次 | 2019年12月09日
什么是鋰離子電池極化?
什么是鋰離子電池的極化?
當(dāng)電池有電流通過,使電位偏離了平衡電位的現(xiàn)象,稱為電極極化。過電勢(shì)就是實(shí)際電勢(shì)與平衡電勢(shì)的差值,被用來衡量極化的程度。電池極化現(xiàn)象在常見電池如鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池中均存在。
(1)歐姆極化
顧名思義,有鋰離子電池的歐姆內(nèi)阻引起的極化,叫歐姆極化,也成電阻極化。電池的歐姆內(nèi)阻(R)由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,通過一定的電流時(shí),其極化電勢(shì)可以計(jì)算,E=IR(歐)。
(2)電化學(xué)極化
指由于正、負(fù)極上電化學(xué)反應(yīng)速度小于電子運(yùn)動(dòng)速度而造成的極化。電化學(xué)極化一般認(rèn)為是微秒級(jí)的。
影響鋰離子電池極化的因素有哪些?
鋰離子電池實(shí)質(zhì)上是一種鋰離子濃差電池,鋰離子電池的充放電過程為鋰離子在正負(fù)極的嵌入、脫出的過程。影響鋰離子電池極化的因素包括:
1.電解液的影響:電解液電導(dǎo)率低是鋰離子電池極化發(fā)生的主要原因。在一般溫度范圍內(nèi),鋰離子電池用電解液的電導(dǎo)率一般只有0.01~0.1S/cm,,是水溶液的百分之一。因此,鋰離子電池在大電流放電時(shí),來不及從電解液中補(bǔ)充Li+,會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象。提高電解液的導(dǎo)電能力是改善鋰離子電池大電流放電能力的關(guān)鍵因素。
2.正負(fù)極材料的影響:正負(fù)極材料顆粒大鋰離子擴(kuò)散到表面的通道加長(zhǎng),不利于大倍率放電。
3.導(dǎo)電劑:導(dǎo)電劑的含量是影響高倍率放電性能的重要因素。如果正極配方中的導(dǎo)電劑含量不足,大電流放電時(shí)電子不能及時(shí)地轉(zhuǎn)移,極化內(nèi)阻迅速增大,使電池的電壓很快降低到放電截止電壓。
4.極片設(shè)計(jì)的影響:
極片厚度:大電流放電的情況下,活性物質(zhì)反應(yīng)速度很快,要求鋰離子能在材料中迅速的嵌入、脫出,若是極片較厚,鋰離子擴(kuò)散的路徑增加,極片厚度方向會(huì)產(chǎn)生很大的鋰離子濃度梯度。