日历衰减是指许多类型的电池即使在不使用时也会经历性能逐渐下降。由于日历衰减,即使是使用较少的家庭储能系统,在保修期到期时也可能会出现严重性能下降。某些类型的电池(例如锌溴电池)不受此问题的影响。
所有无需充放电循环即可导致电池性能下降的老化过程统称为日历老化。在许多锂离子电池应用中,例如电动汽车,日历老化是一个重要因素,因为电动汽车的工作时间远短于闲置时间。在循环老化研究中,日历老化导致的性能下降也可能是一个主要因素,尤其是在循环深度和电流倍率较低的情况下。
锂离子电池的日历老化测试针对 16 个充电状态 (SoC) 进行,范围从 0% 到 100%,温度各不相同。根据研究,我们研究了三种不同类型的 18650 锂离子电池,它们采用不同的阴极材料。
研究表明,电池老化速度并非随SoC(荷电状态)逐渐加快。相反,存在一些平台期,在这些平台上,电池容量衰减速度基本相同,且覆盖了超过电池容量20%至30%的SoC区间。
日历老化过程中容量下降的原因是什么?
根据差分电压研究,电极平衡的变化是容量下降的主要原因。该研究还表明,石墨电极对压延老化有显著影响。
已发现较低的阳极电位是储存期间容量衰减的主要原因,因为它会加剧电解质的减少,从而促进固体电解质中间相的形成。
另请阅读:什么是容量系数(CF)?
低阳极电位会加速高荷电状态(SoC)下可循环锂的损失,此时石墨阳极的锂化程度超过50%,进而破坏电极平衡。高电池电位似乎对过渡金属溶解或电解液氧化等老化机制影响甚微。如果希望电池寿命尽可能长,应避免选择阳极电位低的高荷电状态。



