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电解液量对电池性能有什么影响?

电解液量对电池性能有什么影响?

2017-12-28 来源:锂电派
  不同的正负极材料选择合适的电解液体系,并不能保证电池具备好的电化学性能,还要根据不同正极材料需求确定恰当的电解液量。

  1.电解液量需求的判断标准

  电解液作为锂离子迁移和电荷传递的介质,为确保活性物质得到充分应用,要求电芯卷芯各空隙充满电解液。各正极材料压实密度不一样,对电解液量的需求互有差异。一般情况是压实密度大的钴酸锂正极材料电解液的需求小,压实密度低的三元和锰酸锂正极体系电池电解液需求最大。

  2.电解液量对电池性能的影响

  (1)电解液量对电池容量的影响

  从图1 看滴加很少的电解液充放电曲线不正常,充电容量远大于其他值,放电容量远小于其他值。容量随着电解液量的增加而增加,容量最好的电池是隔膜刚好浸润。可见电解液量不够,正极片浸润不充分,隔膜未浸润,导致内阻偏大,容量发挥较低。电解液量的增加有利于充分利用活性物质的容量。由此说明,电池容量与电解液量有较大关系,电池容量随着电解液量的增加而增加,但最后基本趋于恒定。

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  (2)电解液量对电池循环性能的影响

  从图1看随着倍率的增加容量差别更明显,电池的循环性能变差。电解液量较少,导电率降低,循环后内阻增大快,加速电池局部电解液的分解或挥发,是电池循环性能的恶化速度逐渐加快。电解液过多导致电芯的副反应也相对增加,产气量较多,导致电芯的循环性能下降。再者电解液过量也浪费。由此可见电解液量对电池的循环性能影响非常明显,电解液过少或过多,都不利于电池的循环性能。

  (3)电解液量对电池安全性能的影响

  电池的安全性能好主要是使用过程中不出现鼓壳和爆炸。电池爆炸的其中一个原因就是注液量达不到工艺要求。当电解液量过少时,电池内阻大,发热多。温度升高导致电解液迅速分解产气,隔膜融化,造成电池气胀短路爆炸。当所采用的电解液与正负极材料发生副反应产气量过多时,可以通过添加适量的电解液浸润剂来减少电解液加入量,从而降低产气过多的问题,提高电池安全性。而当电解液量过多时,充放电过程产生的气体量大,电池内部压力大,壳体破裂,引起电解液泄露。电解液温度较高时,遇到空气而着火。

  电解液是锂离子电池不可或缺的重要组成部分,是锂离子电池获得高电压、高能量密度、高循环性能等优点的必备条件。电解液的量对于电池的电化学性能、安全性能都有重要的影响,过多或过少都是不合适的,需要进行实验确定与正负极材料、隔膜相适应的电解液量。

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