導(dǎo)致鋰離子電池性能下降的原因

一般而言電解質(zhì)是穩(wěn)定的，但鋰離子電池卻比較特別。在陽極上形成鈍化膜，稱為固體電解質(zhì)界面（SEI）。該層將陽極與陰極分開，但允許離子很像隔板一樣通過。實(shí)質(zhì)上，必須形成SEI層以使電池工作。該薄膜使系統(tǒng)穩(wěn)定并使鋰離子電池具有較長的使用壽命，但這會(huì)導(dǎo)致容量降低。電解質(zhì)氧化也發(fā)生在陰極上，永久地降低了容量。

為了防止膜變得過于嚴(yán)格，添加劑與在形成SEI層期間消耗的電解質(zhì)混合。在進(jìn)行評估時(shí)，很難追蹤他們的存在。這使得專有添加劑成為商業(yè)秘密，包括其成分和使用量。 關(guān)于添加劑，他是碳酸亞乙烯酯（VC）。這種化學(xué)物質(zhì)可以改善鋰離子的循環(huán)壽命，特別是在較高的溫度下，并且隨著使用和使用年限的不同，內(nèi)部電阻很低。VC還在陽極上保持穩(wěn)定的SEI膜，沒有電解質(zhì)氧化對陰極的不利副作用。據(jù)說學(xué)術(shù)界和研究界在知識和添加劑的選擇方面落后于電池制造商，因此這是一個(gè)很大的秘密。

對于大多數(shù)商用鋰離子電池，SEI層將在75-90°C（167-194°F）的電池溫度下分解。電池的類型和充電狀態(tài)（SoC）會(huì)影響高溫下的擊穿。如果沒有適當(dāng)冷卻，可能會(huì)發(fā)生自加熱行為，導(dǎo)致熱失控。在18650電池上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室測試表明，這種熱事件可能需要兩天才能完成。鋰離子電解質(zhì)的可燃性也是一個(gè)問題，并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以通過添加劑或顯影非有機(jī)離子液體來生產(chǎn)不可燃或減少的可燃電解質(zhì)。還進(jìn)行了在低溫下操作鋰離子的研究。

干燥或緩慢地將液體電解質(zhì)轉(zhuǎn)變成固體形式是另一種老化事件，其降低了鋰離子的性能。當(dāng)電解質(zhì)流走了，電池都報(bào)廢了，電解質(zhì)的流動(dòng)性是另一種與所有電池化學(xué)成分相關(guān)的健康狀態(tài)指示劑。