LiFeP04材料的**容量损失相对较大,松下蓄电池原因是LiFeP04材料的充放电过程主要受控于锂离子固相扩散步骤。放电过程中,锂离子的嵌入过程是从颗粒表面向两相界面LiFeP04/FeP04的迁移过程,随着锂化的进行,界面的面积逐渐减小,当穿过单位界面面积的锂的转移速率恒定时,就会达到一个临界界面面积。此时穿过界面的总的锂离子的转移速率就不足以再维持原有的电流,电池的性能受锂寓子的扩散控制。电流越大,需要的总临界面积就越大,因此在电池性能成为扩散控制步骤之前,LifeP04中的x越小,电池的容量也越小,可逆容量损失越大。因此,只有在非常小的电流或高温时LiFeP04才能达到理论容量。大倍率充放电过程时,随着LiFeP04/FePOn界面的面积不断减小,能通过界面的锂速率不足以维持那么大的电流,就会导致可逆容量的衰减。由此可知,大电流密度时小尺寸晶粒才有更多的锂可逆地嵌脱,表现出好的倍率性能。
上述解释说明了LiFePO4容量损失的主要原因,由此提出了锂离子在LiFcP04微粒中嵌脱的两种机理,一种称为放射模型,如图4-2(a)所示,
放射模型认为,对一个磷酸亚铁锂颗粒而言,在**次充电的时候,并没有完全转变成磷酸铁,即只有靠近表面的一部分磷酸亚铁锂转变成磷酸铁,剩余的磷酸亚铁锂被包裹在磷酸铁中,称之为刁;活跃的磷酸亚铁锂(1nactiveLiFeP04)。在放电时,只有靠近表面的磷酸铁转化为磷酸亚铁锂,结果形成一个位于颗粒中心的不参加电化学反应的区域。这就造成了容量损失。马赛克模型认为,对一个磷酸亚铁锂颗粒而言,可能是一个二次颗粒,在二次颗粒中存在更小的一次颗粒,因此在充电的时候,会形成许多分散于颗粒中的不活跃的磷酸亚铁锂区域,并且,这些区域的表面会形成无定形薄膜,阻止它们在以后的循环中参加电化学反应:而在放电时,会有一部分磷酸铁锂转化为磷酸亚铁锂。这两种模型都较好阐释了锂离子在LiFePOn中的嵌入与脱出过程,松下蓄电池并合理地解释了**充放电过程中的不可逆容量损失。
松下蓄电池活性物质脱落主要是正极板上的活性物质二氧化铅脱落,严重时,电解液浑浊并呈褐色。蓄电池充电时,有褐色物质自底部上升、电压上升过快、沸腾过早出现、相对密度上升缓慢。放电时,电压下降过快、容量下降。
原因:
1充电电流过大或长时间过充电,水被电解,产生大量的气体,在较板内部造成压力,使活性物质脱落。
2大电流放电,尤其是低温大电流放电,硫酸铅迅速生成,体积膨胀,较板拱曲变形,促使活性物质脱落。
3蓄电池较板组松旷,安装不良,汽车行驶颠簸震动等也会加速活性物质脱落。
排除方法:
1避免过充电和大电流长时间充、放电。安装搬运蓄电池应轻搬轻放,避免震动冲击。蓄电池在汽车上的安装应牢固可靠。