數(shù)碼相機(jī)鋰聚合物電池
803243 1050mah 3.7v
厚度：8.0mm
寬度：32.0mm
長(zhǎng)度：43.0mm Max ( 含保護(hù)板)
鋰聚合物電池容量衰減原因
來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)作者：admin瀏覽次數(shù)：1420發(fā)布時(shí)間：2022-05-11 20:27:00
鋰聚合物電池容量衰減原因
盡管 Li Mn2O4可作為4V鋰離子電池的理想材料，但是容量發(fā)生緩慢衰減。一般認(rèn)為衰減的原因主要有以下三個(gè)方面。
1)錳的溶解 放電末期Mn3+的濃度最高，在粒子表面的Mn3+發(fā)生如下歧化反應(yīng)(7-6)2Mn3+(固)Mn4+(固)+Mn2+(溶液)歧化反應(yīng)產(chǎn)生的M溶于電解液中在放電末期先在幾個(gè)粒子表面發(fā)生的楊泰勒效應(yīng)擴(kuò)散到整個(gè)組分Li1+8Mn2O4。
2)楊泰勒效應(yīng)力學(xué)條件下，該體系不是真正的熱力學(xué)平衡。由于從立方到四方對(duì)稱性的相轉(zhuǎn)變?yōu)橐患?jí)轉(zhuǎn)變，即使該形變很小，亦足以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，生成對(duì)稱性低、無(wú)序性增加的四方相結(jié)構(gòu)。
3)錳的高氧化性在有機(jī)溶劑中，高度脫鋰的尖晶石粒子在充電盡頭不穩(wěn)定，即M的高氧化性。
有可能上述三個(gè)方面均能同時(shí)導(dǎo)致4V平臺(tái)容量的衰減。另外，在較高溫度下(55~65)，LiMn2O4的初始容量下降，循環(huán)性能變差，原因除了上述三個(gè)因素外，最主要的原因在于Mn2+的溶解，該溶解機(jī)理與上述的溶解機(jī)理不樣。由于電解液中會(huì)不可避免地含有少量H2O，而H2O會(huì)和電解質(zhì)鋰鹽LPF6反應(yīng)生成HHF和LiMn2O4發(fā)生如式(77)的反應(yīng)生成Mn和Mn2+，Mn2會(huì)溶解到電解質(zhì)溶液中同時(shí)生成H2O又會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致錳的大量損失，產(chǎn)生尖晶石結(jié)構(gòu)的破壞。
另外，該推理亦從下面的例子得到說(shuō)明。將1000×106水添加到1mol/ L LIPP6的EC+DMC(體積比為1:2)電解液后,80℃下將LMn2O4儲(chǔ)藏24h后容量損失達(dá)41%，而LiMn2O2在無(wú)添加水的電解液中卻只有5%的容量損失。將尖晶石在不含LPF的EC+DMC(體積為1:2)的電解液中儲(chǔ)藏后，Mn幾乎未溶解，沒有發(fā)現(xiàn)容量損失。這表明容量損失是鹽和水協(xié)同作用的結(jié)果。而LiMn2O4在LCO4或LiBF4的PC十EC電解液中在高溫下仍具有良好循環(huán)性能。一般認(rèn)為，LClO4、LiBF4、 LiAsF6的高溫?zé)岱€(wěn)定性比LiPF的要好。而LiP在高溫下熱分解為PF5，PF5再水解產(chǎn)生HF，即：LiPF+H2Oo-POF3+2HF+LiF
另外，電解液在高壓下的氧化也可以產(chǎn)生酸，并且隨電壓的升高而增多。電解液的分解還會(huì)是到尖晶石催化作用的影響，尖晶石的比表面積越大，這種作用越強(qiáng)。由于電解液中HF對(duì)正產(chǎn)生侵蝕作用，在高溫下這種作用勢(shì)必得到強(qiáng)化。當(dāng)然，尖晶石LMn2O4的電化學(xué)性能在較高溫度下的劣化也可以從其結(jié)構(gòu)的變化得到反映。溫度越高，循環(huán)次數(shù)越多，除111310400面三個(gè)主峰外，其他小峰的峰形都發(fā)生了從整齊尖銳變得越來(lái)越寬大或發(fā)生分裂。這表明陽(yáng)離子在尖晶石晶格中的無(wú)序度增大，意味著部分鋰離子進(jìn)入八面體16位置，導(dǎo)致其脫嵌變得困難；另外一部分Mn離子占據(jù)四面體8a位置，不僅阻礙Li的嵌脫，也使Mn的溶解變得容易。
