事实上,现在的手机使用的基本上都是聚合物锂电池,而这种电池的损耗是不可逆的,也就是说电池性能下降就不能再恢复了,所以如果手机续航能力堪忧的话,更换一块新电池才是更实际的做法。
如果你只是想知道方法看到这里就可以了,下面详细讲一下聚合物电池的损耗为何不可逆,有兴趣的朋友可以继续往下看。
首先,直观、简单地介绍一下锂离子电池的工作原理。如下图所示,有两个容器,分别叫正极与负极(上图的长方形框框,负为N,negative;正为P,positive);有一种液体,叫做锂离子(Li+)。充电就是把锂离子从负极倒入正极,放电就是把锂离子从正极倒入负极。正负极容器的大小是精心设计的——这很好理解,如果正极容器大小为100L,而负极为1L,那这个电池的容量充其量也就是1L——精心设计也就意味着,如果正极或负极的容器大小发生变化,就会破坏这个“精心设计”,从而也会影响电池容量。
明白了工作原理,那么衰减机理也很容易理解。无非就3样东西搞来搞去,就这么几种变化:1. LLI, loss of lithium inventory,锂离子损失。图中,Ia是锂离子在负极损失,Ib是锂离子在正极损失。2. LAM, loss of active material,正极或负极活性材料损失。上文中粗略地说锂离子是存在正负极中的,精确一些,实际上是存在正负极的活性材料(active material)中的。活性材料损失,就可以理解为容器损失。图中,IIa是负极活性材料损失,IIb是正极活性材料损失。3. LLI与LAM同时发生。 这种情况,本质上是活性材料损失,不幸的是,所损失的活性材料中恰好还存储着锂离子……如IIIa与b所示。4. 自放电:负极锂离子通过微弱的自放电电流,不经意间跑到了正极——这种是可逆的容量损失可逆活性锂损失(RLLI, reversible LLI),而非不可逆容量损失可逆活性锂损失(IRLLI, irreversible LLI)。题主所指的损耗可能只是指RLLI,因此IRLLI不作详细讨论。
锂离子电池的容量衰减逃不出以上这几种情况,通常是某种情况之一或是几种情况的组合。
锂离子电池最常见的衰减机理包括SEI(Solid Electrolyte Interphase)生长与锂析出(Lithium plating)两种,都是发生在负极,都是LLI。即,都为图中的Ia情景。通常,将正常的充电与放电,称为“主反应”。而不期望的电化学反应,称为“副反应”(side reaction)。1. SEI生长的副反应可写作:S + 2Li+ + 2e−→P。其中,S是solvent,是电解液。P是product,就是反应产物。2. 锂析出的副反应可写作:Li+ + e−→Li(s)。
这些都是经典的电化学反应,但副反应在哪个界面上发生的?什么时候发生得快,什么时候慢,都还没有完全搞清楚。
联系客服