锂电池极化效应是指锂离子在电池正负极之间反复嵌入和脱嵌过程中,电池内部产生的一种现象。极化效应会导致电池容量下降,循环寿命缩短以及内阻增加,从而降低了电池的整体性能。电池的极化在循环充放电过程中表现为电压效率下降、内阻提高、容量衰减等问题。常见类型包括浓缩极化、枝晶极化和界面极化。
锂离子结合:由于电解质中锂离子与电极反应,导致电极表面形成固体电解质膜,减少活性位点,影响电流传输。松散复合物生成:部分活性物质(如碳酸盐)在放电过程中生成松散复合物,阻碍锂离子传输。颗粒聚集:活性物质晶粒聚集或堆积,降低锂离子扩散速率。电解液分解:电解液分解产生沉淀物,形成固态介质层,妨碍离子扩散。高温环境下,极化现象加剧;充放电循环次数过多,导致电极结构疲劳及活性物质消耗。
电池正负极材料的结构变化。锂离子在嵌入和脱嵌过程中,会引起正负极材料的体积膨胀和收缩,导致结构变化。这种变化会产生应力,从而导致电极材料的剥离和粉化,进而影响电池性能。
其次,锂离子在电池内部的迁移速率减慢。随着使用时间的增加,锂离子在电池内部的扩散速率会变慢,导致离子传输阻力增加。
