影響鋰電池自放電的因素
環境溫度
環境溫度對鋰電池自放電的影響較大。有研究表明,鈷酸鋰電池(LCO)在較高的環境溫度下容量衰減更快(如下圖所示)。
高溫下,電池自放電的加劇可以歸納為以下原因:1. SEI層穩定性變差而破裂,重新生成SEI消耗了更多的鋰;2.?高溫導致正極金屬溶解速度加快;3.?電子更加活躍,容易參與負極/電解液的副反應;4.?電解液活性增強,電解液與電極之間的副反應加劇。
環境濕度
有研究表明,在濕度較高(相對濕度為?90%及以上)的環境中,極耳不做防潮處理的電池相對極耳做防潮處理的電池自放電損失會更嚴重。研究者推測,在潮濕環境中,水分子的極性引起負極中的電子向極耳移動,為保證電勢平衡,負極中的Li+會同時向負極/電解液界面移動。因此,更容易形成電子-離子-電解質復合體,加速了可逆自放電;又或者更容易形成額外的SEI層并造成金屬沉積,增加不可逆自放電損失。
電池荷電狀態(SOC)
有研究表明,相同溫度下,處于高?SOC?條件下的電池容量衰減更快。這是因為在高SOC?條件下,負極處于富鋰狀態,更容易形成電子-離子-電解質復合體,從而加劇了電池的可逆自放電。
也有研究表發現磷酸鐵鋰(LFP)電池在60 °C時,100% SOC電池的容量衰減率比?65% SOC的電池小,推測這是因為LFP在約70% SOC時負極處于兩相過渡態,高SOC和低SOC部分的衰減規律不一致。
靜置時間
有研究表明,LFP電池自放電速率在靜置開始時最大,此后隨著時間增加而逐漸變小,直到電池老化到一定程度后,自放電速率又再次上升。這是因為隨著靜置時間的增加,電池內部電極/電解液界面的SEI層逐漸增厚,阻礙了離子和電子在電極與電解液間的傳遞,使得自放電變慢。
隔膜厚度
在張武軍《不同溫度下隔膜厚度對電池自放電的影響》一文中提到,隔膜厚度增加可抑制室溫下電池的物理自放電。隔膜厚度的增加可以抑制電池室溫擱置過程中的壓降與內阻增加,但由于保液量增加導致高溫擱置過程中內阻增加量變大。