L'auto-décharge dans les batteries au lithium-ion se réfère au phénomène où la charge / tension de la batterie diminue naturellement lorsqu'elle est déconnectée d'un circuit externe (i . e ., dans un état de certification ouvert) . présentent un taux d'auto-décharge relativement faible mais sont toujours affectés . Les principales causes peuvent être classées comme suit:
1. Réactions secondaires chimiques inévitables (auto-décharge normale)
(1) Croissance et dissolution de la couche SEI:
L'anode (généralement du graphite) est recouverte d'une couche interphase d'électrolyte solide (SEI) formée lors de la charge / décharge initiale, qui est essentielle pour le fonctionnement de la batterie ., en particulier, la couche SEI n'est pas parfaitement stable . pendant le stockage, en particulier à des températures élevées, il subit une dissolution et une réforme ralentis . Electrolyte, conduisant à la perte de capacité et à la tension drop-un contributeur majeur à l'auto-décharge .
(2) Oxydation / réduction des électrolytes:
Les matériaux de cathode chargés (e . g ., licoo₂, ncm, lifepo₄) sont des solvants électrolytes hautement oxydants . (e . g ., EC, DMC) et des additifs progressivement progressif Cathode . De même, à l'anode, malgré la protection SEI, des réactions de réduction mineures de l'électrolyte peuvent se produire . Ces réactions parasites épuisant les ions lithium actifs, provoquant la fade .
(3) Réactions d'impureté:
Trace Impureties (E . G ., Fe, Cu, Ions Zn) dans des matériaux d'électrode ou des collectionneurs actuels peuvent créer des micro-courtes ou participer à des réactions secondaires, consommant des charges .
2. Circuits de micro-short internes (causés par les défauts de fabrication ou le vieillissement)
(1) Défauts du séparateur:
Les pivons microscopiques, les impuretés ou les taches faibles dans le séparateur peuvent permettre une conduction électronique (micro-courtes) entre les électrodes après le cyclisme ou le stockage à long terme, la charge qui s'échappe directement . électrolyte .
(2) Pénétration de la dendrite:
Les dendrites au lithium peuvent se former de manière inégale sur l'anode en raison de surfacturation, de charge à basse température ou de vieillissement . Les dendrites pointues peuvent pénétrer le séparateur, le pontage des électrodes et provoquer des shorts internes .
(3) Contamination par la poussière métallique:
La poussière de métal résiduelle (e . g ., à partir de la coupe d'électrodes) piégée entre électrodes ou séparateurs peut provoquer des micro-courts . tandis que les conditions absolues sans poussière sont inaccessibles, la poussière mineure a un impact négatif ., cependant, la poussière dépassant le threhold pour percer l'impact séparateur accéléré significatif auto-décharge . pour les solutions de séparateur de haute qualité, voir notreÉquipement de ligne de production de batterie.
3. Effets de température
La température est un facteur critique . des températures plus élevées accélèrent de façon exponentielle toutes les réactions d'auto-décharge (Evolution SEI, décomposition de l'électrolyte, réactions d'impureté) . Ainsi, les batteries doivent être stockées à de faibles températures (éviter la congélation) pour un stockage à long terme .
4. Impacts de l'auto-décharge
• Perte de capacité: capacité réduite utilisable .
• Drop tension: diminution de la tension en circuit ouvert (OCV) dans le temps .
• Vieillissement accéléré: réactions latérales (E . G ., SEI Growth) Consommer le lithium / électrolyte actif, accélération du vieillissement .
• Défis d'estimation du SOC: l'auto-décharge complique l'estimation précise de l'état de charge (SOC) via la tension .
• Risques de sécurité: les micro-courts sévères peuvent provoquer un chauffage localisé ou un runaway thermique .
5. stratégies d'atténuation
(1) Optimiser la conception et les matériaux:
Améliorer la stabilité du SEI, développer des électrolytes résistants à l'oxydation, utiliser des matériaux de haute pureté et améliorer la qualité du séparateur . Explorer notre équipement de batterie personnalisé pour des solutions sur mesure .
(2) Contrôler les conditions de stockage:
• Température: stocker à 10 degrés –25 degrés (éviter<0°C).
• SOC: maintenir 40% à 60% SOC pour le stockage à long terme . La charge complète accélère l'oxydation de l'électrolyte; risques de décharge profonde dommages anodiques .
(3) Recharge périodique:
Pour les batteries inactives, la tension de moniteur / SOC et la recharge à ~ 50% lorsqu'elles sont faibles pour éviter une décharge profonde .
(4) Contrôle de fabrication stricte:
Minimiser les impuretés / poussière métallique et assurer l'intégrité du séparateur . notreAlimentation du matériau de la batterieOffre des matériaux de haute pureté pour réduire les risques de contamination .
Conclusion
L'auto-décharge dans les batteries Li-ion provient principalement de réactions secondaires chimiques inhérentes (instabilité de SEI, décomposition électrolytique) et de micro-court internes dues aux défauts (défauts du séparateur, contaminants) . La température est la dominante accélérateur externe . en compréhension durée de vie . pour la production complète de batteries et les solutions de R&D pour l'équipeTob New Energy.
