リチウムイオン電池のサイクル性能に影響を与える要因は何ですか?

材料

材料の選択は、リチウムイオン電池の性能に影響を与える最初の要因です。 サイクル性能の低いバッテリー 材料 を選択する と、プロセスが合理的で生産が完璧であっても、セルのサイクルは保証されません。また、材料が良ければ、その後の製造工程で多少の問題があっても、サイクル性能はそれほど悪くないかもしれません。

材料の観点からは、バッテリーのサイクル性能はカソードとアノードに依存し、電解質と一致するとサイクル性能が低下します。物質循環性能が良くない場合。一方では、サイクル中に結晶構造が急速に変化し、リチウム イオンの放出と受け取りが完了できない場合があります。一方では、活物質と対応する電解質が緻密で均一なSEI膜を生成できなくなり、活物質と電解質の間の副反応が時期尚早になり、電解質が急速に消費され、結果としてサイクリングパフォーマンス。

したがって、セルの設計において、正極または負極のどちらかがサイクル性能の低い材料を選択することが確認されていれば、もう一方はサイクル性能の良い材料を選択する必要はありません。正極と負極の材料のみを同時に選択するため、その性能を発揮できます。

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カソードとアノードの圧縮の程度

正極と負極を過度に圧縮すると、セルのエネルギー密度が向上しますが、材料のリサイクル性能もある程度低下します。理論的には、圧縮が大きいほど、材料の構造への損傷が大きくなります。しかし、材料の構造は、リチウム イオン電池を確実にリサイクルできるようにするための基本的な要素です。さらに、正極および負極の圧縮率が高いセルの高い電解液保持を確保することは困難であり、電解液保持は、セルが通常のサイクルまたはそれ以上のサイクルを完了するための基礎でもあります。

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水分

過度の水分は、プラスおよびマイナスの活性物質と反応し、それらの構造を破壊し、循環に影響を与えます. 同時に、過剰な水分は SEI 膜の形成を助長しません。ただし、一方では微量の水を除去するのが難しく、他方では微量の水でもセルの性能をある程度保証することができます。

LCOでは、たとえばグラファイトバッテリーです。バッテリーの水分が 0.015% 未満の場合、バッテリーの初回放電容量の変化はわずかです。バッテリー水分が 0.015% ~ 0.04% の範囲にある場合、バッテリー内の水分の増加に伴い、バッテリーの最初の放電容量が減少します。研究によると、バッテリー内の水分が 0.015% 未満の場合、1 電子還元プロセスによって生成されたアルキル リチウム カーボネートは、電解液中の微量の水とも反応して、炭酸リチウムを形成する可能性があります。CO2 が発生すると、負の表面で低電位で新しい化学反応が起こります。結論として、適切な量の水は、Li2CO3 が優勢で、安定した、均一で緻密な SEI 膜の形成に役立ちます。SEI フィルムが負極を完全に覆うと、不可逆反応は即座に停止します。また、水分が 0.0150% ~ 0.04% の範囲にあると、リチウム イオンの消費量が増加し、バッテリーの充放電容量が低下し、悪影響を及ぼします。