活性锂损失与活性物质损失的区分
失效分析是锂电池研发,生产,售后过程中的重要环节。从字面意思就容易理解是针对异常有问题的点进行分析找到根本原因,并进行改善的这样一个过程。
活性锂损失,活性物质损失是电池循环性能等分析中高频出现的两个词。很多同事觉得活性锂损失与活性物质损失是一回事,其实并不是的,今天我们一起浅要区分一下。
通俗讲,
活性锂损失是“锂不够用”;
活性物质损失是“锂不能用”
一.活性锂损失
活性锂损失又称锂存量损失,是参与充放电的锂离子发生了不可逆的消耗,导致电池容量发生衰减。
其主要包括正负极表面SEI,CEI膜的生长消耗,破裂新生消耗与增厚的消耗;析锂导致锂沉积的消耗;材料在高压或高温等条件下释氧导致锂离子与电解液发生反应造成锂的消耗。
二.活性物质损失
活性物质损失是电极中可存储或释放锂离子的正负极材料发生物理或化学失效,导致锂离子无法参与反应,出现锂不能用的情况。
其主要包括正极活性物质损耗与负极活性物质损耗。
正极活性物质损耗包括:
材料本身因循环次数过多发生的不可逆相变;HF对过渡金属的溶解,导致失去嵌锂位点;循环后期材料颗粒破碎,周围颗粒失去电接触致使活性锂不可用。
负极活性物质损失包括:
负极材料颗粒脱嵌造成的体积膨胀破坏嵌锂位点;粘结剂分解或材料颗粒的破损导致失去电接触造成锂离子不可用。
当然一部分的活性物质也是由活性锂损失转化过来的,如开始的活性锂损失析锂,演变成锂沉积,最后与电解液发生副反应演变成活性物质损失。
三.二者的表现特征:
活性锂损失:电极容量呈下降趋势;库伦效率低,因为锂损失,充进去的锂与放出来的锂不一致;极化内阻增大;充电电压平台增高,放电电压平台降低。
活性物质损失:电极容量下降明显,内阻显著增加。具体的可以用一些小电流充放,及DQ/DV等手段进行一定程度的验证。
为了减少活性锂的损失,可以从多个方面入手:一是优化电池设计和工艺,选择合适的正负极材料以及调节电解液和添加剂的配比;二是优化电池使用条件,如减小充电电流密度、降低电池放电深度等;
