鋰電池極化現(xiàn)象及原因

鋰電池是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的充電式電池之一，但在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到極化現(xiàn)象，即電池性能逐漸降低的問(wèn)題。本文將探討鋰電池極化的原因與相關(guān)知識(shí)。

1.什么是極化現(xiàn)象

電池的極化在循環(huán)充放電過(guò)程中表現(xiàn)為電壓效率下降、內(nèi)阻提高、容量衰減等問(wèn)題。常見(jiàn)類(lèi)型包括濃縮極化、枝晶極化和界面極化。

2.鋰電池極化的主要原因

1. 極化機(jī)理

（1）鋰離子結(jié)合：由于電解質(zhì)中鋰離子與電極反應(yīng)，導(dǎo)致電極表面形成固體電解質(zhì)膜，減少活性位點(diǎn)，影響電流傳輸。

（2）松散復(fù)合物生成：部分活性物質(zhì)（如碳酸鹽）在放電過(guò)程中生成松散復(fù)合物，阻礙鋰離子傳輸。

2. 結(jié)構(gòu)破壞

（1）顆粒聚集：活性物質(zhì)晶粒聚集或堆積，降低鋰離子擴(kuò)散速率。

（2）電解液分解：電解液分解產(chǎn)生沉淀物，形成固態(tài)介質(zhì)層，妨礙離子擴(kuò)散。

3. 溫度和循環(huán)次數(shù)

高溫環(huán)境下，極化現(xiàn)象加??；充放電循環(huán)次數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)疲勞及活性物質(zhì)消耗。

3.如何減輕極化影響

（1）優(yōu)化電極設(shè)計(jì)：提高電極表面積、增強(qiáng)導(dǎo)電性。

（2）改良電解質(zhì)：選擇穩(wěn)定性更好的電解質(zhì)，降低電解液分解風(fēng)險(xiǎn)。

（3）控制充放電條件：避免過(guò)度充放電、限制工作溫度范圍。

（4）采用先進(jìn)材料：研究新型活性物質(zhì)以提升電池循環(huán)壽命。

鋰電池極化是電池行業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一，通過(guò)深入了解極化現(xiàn)象的原因并采取有效措施，可以有效減輕極化帶來(lái)的負(fù)面影響，提升電池性能與循環(huán)壽命。