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《锂离子电池容量衰减机理的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第17卷第1期化 学 进 展Vol.17No.12005年1月PROGRESSINCHEMISTRYJan.,2005锂离子电池容量衰减机理的研究进展3唐致远 阮艳莉(天津大学化工学院应用化学系 天津300072)摘 要 容量衰减是阻碍尖晶石锂锰氧化物商品化的主要障碍,正极活性材料的溶解、电解液的分解、钝化膜的形成等现象会引起充放电过程中不必要的副反应,这将导致电池容量的损失及衰减。本文总结了以尖晶石Li2Mn2O为阴极材料的电池的各种衰减现象的机理,并对各种机理做了比较和评价。提出了减少容量衰减的几种方法,并对尖晶石L
2、i2Mn2O的发展作出展望。关键词 锂离子电池 容量衰减 机理中图分类号:O646154;TM91216文献标识码:A文章编号:10052281X(2005)0120001207ProgressinCapacityFadeMechanismofLithiumIonBattery3TangZhiyuanRuanYanli(DepartmentofAppliedChemistry,SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072,
3、China)AbstractCapacityfadeisanobstacletocommercializethelithiummanganeseoxidespinel.Unwantedsidereac2tionsduetoactivematerialdissolution,electrolytedecomposition,passivefilmformation,andotherphenomeanaoccurdur2ingoverchargeofoverdischargeandcausethecapacitylossor
4、fadeinthesebateeries.TherecentadvancesincapacityfademechanismsofthespinelLi2Mn2Oarereviewed,anddifferentmechanismsarediscussedandsummarized.SomemethodstoreducecapacityfadeandthedevelopmentofthespinelLi2Mn2Oareproposed.Keywordslithiumionbatteries;capacityfade;mech
5、anism 由于价格低廉、无毒及安全性高,尖晶石锂锰氧领域中一个极其复杂而又十分重要的问题。因此,化物LiMn2O4作为锂离子电池中LiCoO2正极材料的本文旨在综述当前关于锂离子电池容量衰减领域的替代物受到了广泛的关注。然而在LiMn2O4PC电池研究成果,以期对电源工作者有所帮助。系统中,可能发生复杂的化学反应而使得电池性能[1]难以控制,这严重阻碍了其商品化的道路。其中一、容量衰减现象及容量平衡一个重要的表现就是与LiCoO2PC电池相比,在讨论容量衰减机理之前,有必要对电池中容LiMn2O4PC电池在反复的充放
6、电过程中存在明显的量衰减现象及容量平衡问题加以了解。在锂离子电[2]容量衰减,在高温条件下尤为严重。许多研究者池中,除了锂离子脱嵌时发生的氧化还原反应外,还对此进行了研究,但对于LiMn2O4PC电池的容量衰存在着大量的副反应,如电解液分解、活性物质溶[3]减机理却未达成共识。解、金属锂沉积等,如图1所示。Arora等将这些毫无疑问,提高LiMn2O4PC的性能指标(如能量容量衰减的过程与半电池的放电曲线对照起来,使密度、循环性能等)理所当然地要依赖于人们对于电得我们可以清楚地看出电池工作时发生容量衰减的极和电解液材料以
7、及导致容量衰减的基本物理化学可能性及其原因,如图2所示。过程的认识上的提高,这同时也是锂离子电池研究锂离子电池在两个电极间发生嵌入反应时具有收稿:2003年11月,收修改稿:2004年3月3通讯联系人 e2mial:ylruan@163.com©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·2·化 学 进 展第17卷不同的嵌入能量,而为了得到电池的最佳性能,两个二、容量衰减现象的机理研究宿主电极的容量比应该保持一个平衡值。在锂离子11正极材料
8、的溶解电池中,容量平衡表示成为正极对负极的质量比,人们发现正极材料的溶解会导致容量衰减,并即:[4,5]对此进行了广泛研究。但是长期以来,尖晶石电γ=m+Pm-=δ+ε+ρ+Pδ-ε-ρ-=极以何种机理溶解一直是有争议的。较为经典的是ΔxC-PΔyC+(1)Hunter所提出的通过歧化反应进行溶解的机理,总式中C指电
