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洗地機(jī)用電瓶主要由正極、負(fù)極和電解液等部分構(gòu)成,其中電解液雖然不提供容量,但是卻承擔(dān)著在正負(fù)極之間傳導(dǎo)Li 的重要作用,因此電池的循環(huán)壽命和倍率性能等特性都與電解液之間有著密切的關(guān)系。
由于電解液在電池工作的過程中會(huì)持續(xù)的在正負(fù)極發(fā)生氧化和還原反應(yīng),因此注液量過少對(duì)于洗地機(jī)用電瓶的循環(huán)壽命不利,同時(shí)如果電解液數(shù)量過少,也會(huì)導(dǎo)致部分活性物質(zhì)無法浸潤(rùn),因此不利于電池容量的發(fā)揮,但是注液量過多也會(huì)造成鋰離子電池能量密度下降,成本升高等問題。
因此如何確定合適的注液量,對(duì)于鋰離子電池在性能和成本之間的平衡便顯得尤為重要。隨著電解液浸潤(rùn)程度的增加,洗地機(jī)用電瓶?jī)?nèi)能夠參與反應(yīng)的兩相界面不斷增加,因此如果我們采用交流阻抗手段對(duì)電池阻抗進(jìn)行測(cè)量,能夠發(fā)現(xiàn)鋰離子電池的高頻阻抗在持續(xù)降低,這也為我們實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池浸潤(rùn)提供了一種新的方式。從下圖不同注液量后電池高頻阻抗的變化能夠看到注液量更多的情況下,洗地機(jī)用電瓶在注液后高頻阻抗也下降的更多,但是當(dāng)電解液與微孔體積比系數(shù)增加到1以上時(shí),電解液量增加對(duì)于降低高頻阻抗便影響比較小。
同時(shí)我們還能夠注意到電解液量較少的電池在浸潤(rùn)過程中還有阻抗增加的情況,這主要是由于電解液量不足造成的。不同電解液量對(duì)于洗地機(jī)用電瓶在不同倍率下的可逆容量和能量密度的影響,理論上電解液只要填充掉電極和隔膜中所有的孔隙便可以,但是實(shí)際由于電極和隔膜之間仍然存在一定的間隙,電池實(shí)際需求的電解液量要大于1。
當(dāng)電解液體積比系數(shù)從0.6提高到1.2,電池在0.1C的可逆容量也在增加,但是繼續(xù)增加注液量后電池的容量沒有顯著的增加,但是隨著電解液數(shù)量的增加,洗地機(jī)用電瓶的能量密度在不斷降低。 |