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锂离子电池充电时析锂原因分析,含负极余量等五大类

来源:小编 发布时间:2026-02-20 次浏览

这个听起来存在一定专业性的词,锂电池析锂,实际上与你的手机电池究竟能够使用多长时间、是否会出现鼓包的情况直接相关,甚至还和电动车有没有可能会突然发生自燃有着关联。简而言之,当锂离子从正极脱离出来的时候,然而却寻觅不到返回负极的“归宿”之处之际,它们就会于负极表面堆积形成一堆呈现灰色的金属锂,这一现象便是析锂。弄明白它究竟因何发生,相较于知晓它是什么而言更为关键。

负极空间不足引发的均匀析锂

平常状况里,锂离子自正极起始出发,其所要抵达的地方乃是负极那石墨的层间位置。然而要是负极的所谓“停车位”自身就存在不足情况,那么从正极过来的那些离子便没有可供停放之处,仅仅能够堆积在其表面。此类情形一般来说原因在于电芯进行设计之时候正负极的容量配置没有准确计算妥当,负极留存的余量过少。

由负极余量不足属于整体性问题之故,析出来的锂极为规矩,于负极表面形成一整层均匀灰色物质。你所看到的析锂厚度几何,大致等同于负极所缺位置数量这般情况。这种均匀灰边,是判定设计缺陷时的重要标志。

低温快充为何容易析锂

有不少电动车消费者于冬季时会发觉充电的速度变缓慢了,这并非感觉错误。当处于0℃乃至更低的气温环境下,锂离子于负极之中移动的速度会迅速降低、急剧下滑,也就是说嵌锂的阻抗变大、增大了。然而正极于低温状况下向外抛出离子的能力减少得不像那么快、没那么迅速。

这便致使离子从正极逸出,然而在负极门口形成了长队,无法进入其中。那些未能进入的离子最终只能转变为金属锂,在表面析出。即便处于夏天,要是你始终采用超高功率的快充方式,负极同样会来不及“消化”这些离子,依旧会引发析锂现象。

充电制度决定的界面异常

不管是低温充电,还是大倍率充电,由此导致的析锂都存在一个共同特性:界面相当均匀。之所以会这样,是由于电流在整个极片上呈均匀分布状态,而且正极脱出的离子数量在各个区域也大体一致。

所以,在你着手拆解电池那会儿,一旦瞧见负极的表面严严实实地覆盖着一层均匀的灰色,首先需要着手排查的便是充电策略是否太过激进。而出现过充电的情况同样难以逃避这种现象,原因在于多出来的锂离子压根就没有别的去处,只能在负极的表面依照顺序排队析出。

隔膜褶皱带来的局部析锂

将锂离子通路堵住的是,作为正负极之间隔离墙的隔膜,当这堵墙自身出现诸如因厚度不均致使打皱,或者因收缩引发打皱等问题时,离子运达打皱之处便会受阻,从而不能均匀地嵌入对面负极。

其结果便是,在被遮挡之处,负极存在两种情况,其一为未充分获取电量从而呈现出褐色,其二是离子艰难地强行通过进而形成与褶皱走向相一致的条纹状析锂现象,这种析锂并非在整个区域都出现,而是呈现出有规律的条纹形态,凭借此一眼便能判断出是物理堵塞所引发的问题。

化成压力不足导致的界面接触差

制成的电池并非直接就能投入使用,而是必要进行化成激活操作。要是电池的厚度相对较薄,又或者在化成期间未施加足够分量的压力实施夹紧,那么极片与隔膜之间便会出现空隙。化成之时所产生的气体难以排出,进而会致使局部出现接触不良的状况。

存在接触不良之处,此情形下锂离子无法通过,进而会形成呈现点状的褐色区域,此区域即被称作嵌锂不足。当处于严重状况的时候,这些点状区域就会演变成点状析锂现象。夹具化成尽管具备效率高的特点,然而对于压力均匀性的要求也是相当高的,不然界面问题将会变得更加显著。

极片压实与SEI膜的隐形杀手

要是负极涂抹完毕且辊压过度,超出了材料应承受的限度,那么里面的孔隙便会被完全压塌。离子抵达负极表面时,怎料门已被封堵,根本无法进入,只好析出。因这种压死致使的析锂非常致命,基本上无法逆转。

此外,要是电解液跟负极不相匹配,所形成的SEI膜过厚或者不均匀,那么也会将锂离子的路堵住。并且,有的小电流化成没做好,SEI膜没长好,就直接进行大电流充电,致使锂离子嵌入受阻,同样会引发析锂现象。而这些原因都隐匿于微观世界当中,很难一眼就看穿。

目睹此处,或许你会认为电池过分娇弱。实际上,从一块电芯的设计起始,直至生产之际的涂布厚度,再到用户手中的充电习惯,每一个环节皆有可能成为析锂的触发因素。你于使用手机或者电动车时,有无遭遇因充电发烫或者续航严重缩减的情形呢?欢迎在评论区讲述你的经历,点个赞以使更多朋友瞧见这篇文章,我们一同避开陷阱。