預(yù)鋰化對(duì)鋰離子電池貯存壽命的影響

導(dǎo)讀：本文主要介紹預(yù)鋰化對(duì)鋰離子電池貯存壽命的影響。

過(guò)去十幾年來(lái)，鋰離子電池技術(shù)得到了飛速發(fā)展，電池壽命、能量密度、功率密度都得到了極大提升，在新一代能源系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。作為電動(dòng)汽車、電子設(shè)備和軍用武器裝備的理想電源，電池的壽命是影響其用途的最為關(guān)鍵因素之一。二次電池的壽命分為貯存壽命和循環(huán)壽命，貯存壽命是指電池在一定的荷電狀態(tài)和溫度下貯存后性能衰減至一定量所用的時(shí)間，循環(huán)壽命是指電池在一定的電流條件下充放電循環(huán)一定次數(shù)后性能衰減至一定量所用的時(shí)間。

不同的應(yīng)用場(chǎng)景有不同的需求，一般使用頻率較高的電動(dòng)汽車、電子設(shè)備要求鋰離子電池具備較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，對(duì)貯存壽命要求不高，這類電池的月自放電率在3%~10%；而作為軍用設(shè)備上（無(wú)人機(jī)、導(dǎo)彈）的電源，特別是某些一次使用的武器裝備上，要求鋰離子電池具有長(zhǎng)時(shí)間的滿電荷擱置貯存壽命，這種情況下鋰離子電池的貯存壽命非常重要，甚至影響武器裝備的使用壽命。

鋰電池在高荷電態(tài)下長(zhǎng)期貯存，容量損失分為兩種：一種為可逆容量損失，這種損失通過(guò)充電可以恢復(fù)，一般取決于原材料設(shè)計(jì)以及電池制作工藝，通過(guò)選用本征自放電率較低的原材料，嚴(yán)格控制加工過(guò)程的水分、多余物是可以大幅降低可逆容量損失的；另一種是不可逆容量損失，這種損失不可恢復(fù)，主要來(lái)源于副反應(yīng)、活性物質(zhì)脫落、結(jié)構(gòu)變化等，其中負(fù)極造成的不可逆容量損失占絕大部分。

預(yù)化成工藝是一種電化學(xué)預(yù)鋰化方法，該方法操作簡(jiǎn)單、可以精確控制預(yù)鋰化量，提高電池首次效率。通過(guò)負(fù)極預(yù)化成，人為補(bǔ)充負(fù)極活性鋰，使電池充滿電后負(fù)極的活性鋰大于正極鋰需求量，即使負(fù)極存在一定的容量損失，但仍然足以滿足正極的全部需求，通過(guò)這種方法預(yù)期可以大幅降低電池的容量損失，提升貯存壽命。

（1）預(yù)鋰化軟包貯存電池6個(gè)月容量保持率99.4%，遠(yuǎn)高于對(duì)比電池的94.2%，循環(huán)300次容量無(wú)衰減，而對(duì)比電池僅為96.9%。

（2）為了防止預(yù)鋰化的負(fù)極析鋰，需要精確預(yù)鋰化的量與負(fù)極過(guò)量比，并通過(guò)三電極等方式監(jiān)測(cè)負(fù)極電位區(qū)間，確保處于合理的充放電區(qū)間，以保證電池的循環(huán)壽命。

（3）過(guò)多的預(yù)鋰化量需要負(fù)極過(guò)量比加大，會(huì)導(dǎo)致負(fù)極面密度過(guò)大影響電池的倍率性能。

（4）在軟包貯存電池設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行了18650電池的研制，同樣采用預(yù)鋰化處理工藝，并進(jìn)行了倍率、貯存性能及循環(huán)性能的全面評(píng)估，再次驗(yàn)證了預(yù)鋰化對(duì)提升電池貯存壽命有顯著效果。

未來(lái)，對(duì)預(yù)鋰化對(duì)鋰離子電池貯存壽命的影響進(jìn)行進(jìn)一步深入研究，探究預(yù)鋰化量、負(fù)極過(guò)量比、預(yù)鋰化工藝等對(duì)電池性能的影響。

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