锂电池是一种通过化学反应产生电能的装置。其容量衰减的原因有很多,所以会出现一块电池坏了一块电池就坏了的情况。以下是可能导致锂电池容量衰减的原因及相应的解释:
1.自放电:锂离子电池不用时,容量会自然流失,可分为可逆和不可逆两种情况。其中,可逆容量损失是指充电时损失的容量可以恢复,不可逆容量损失则相反,这部分容量损失无法恢复。
2.容量平衡:在锂离子电池中,容量平衡是指正极与负极的质量比,即=m/m-= xc-/ YC。从公式中可以看出,两极所需的质量比取决于两极对应的库仑容量和可逆锂离子的数量。
一般来说,质量比小导致阳极材料利用不完全;大的质量比可能是安全隐患,因为负电极被过度充电。简而言之,最佳质量比时电池性能最佳。
3.副反应:锂离子脱嵌过程中除了氧化还原反应外,还有很多副反应,如电解质分解、活性物质溶解、金属锂沉积等。任何能产生或消耗锂离子或电子的副反应都可能导致电池容量平衡的改变。
电池的容量平衡状态一旦发生变化,这种变化是不可逆的,可以通过多次循环积累,对电池性能产生严重影响。
4.电极不稳定性:包括充电/放电/循环过程中电极的结构变化,以及由于结构缺陷导致的正极溶解。
5.集流体的腐蚀:铜和铝分别是负极和正极集流体最常用的材料。集流体的腐蚀与电解液有关。在LiPF6-EC/DMC电解质中,铝箔在4.2V的电压下会被腐蚀,
无论在空气中还是电解液中,铝箔都容易在其表面形成氧化膜。同时,集流体表面的全面腐蚀和局部腐蚀(如点蚀)以及不良的附着会增加电极的反应电阻,增加电池的内阻,导致容量损失和放电效率降低。
过充、过放、电解液分解:这些都会造成锂离子电池容量的损失。
以上是可能导致锂电池容量衰减的原因,所以会出现一块电池坏了一块电池就坏了的情况。锂电池一旦坏了就无法修复,而一旦电池内部结构损坏或者外观严重损坏,就没有修复的余地了。