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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 电池极化大对锂离子电池相应的电化学性能会带来哪些影响？
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jiangying163168

金虫 (正式写手)

[求助] 电池极化大对锂离子电池相应的电化学性能会带来哪些影响？

磷酸铁锂锂离子电池极化大的话，会对它的EIS、CV、充放电性能带来哪些影响？而极化产生的原因有哪些，怎么去消除这些极化所带来的不好的影响？本人愚钝，求大侠们解释。
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1楼2012-08-07 09:14:52
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jiangying163168

金虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by 电池小兵 at 2012-08-07 11:27:18
1、首先讲一下电池的极化概念
当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态，与之相对应的电势是电极的可逆电势，当有一定的电流通过时，其电势值会偏离可逆电势值，一般电流越大，偏离也越大。在有电流通过电极时，电 ...

如果极化对材料的充放电表现在比容量下降的情况下的话，那我想请问下我的电池在0.2C充放电时，时间不是5个小时，而是超过五个小时，基本上充放电都在六个小时左右，请问这个时间超出倍率所应有的时间是否正常？有人说是极化大的原因，我不知道是不是，麻烦指点下。
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4楼2012-08-08 12:42:44
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电池小兵

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
seagrove: 回帖置顶 2012-08-07 20:58:35
seagrove: 金币+5, ECEPI+1, 应助积极，仔细 2012-08-07 20:58:54
jiangying163168: 金币+20 2012-08-08 12:39:30
1、首先讲一下电池的极化概念
当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态，与之相对应的电势是电极的可逆电势，当有一定的电流通过时，其电势值会偏离可逆电势值，一般电流越大，偏离也越大。在有电流通过电极时，电极电势偏离平衡状态时可逆值的现象称为电极极化。
电池的极化是指有一定电流通过时，电池的电压偏离平衡态时的开路电压的现象，一般包括正、负极、电解液、极耳、电池结构的接触等的造成的电池极化。

2、电池极化的分类
通常可将锂离子电池极化分为欧姆极化、电化学极化和浓差极化三类。
(1)欧姆极化
        顾名思义，有锂离子电池的欧姆内阻引起的极化，叫欧姆极化，也成电阻极化。电池的欧姆内阻(R)由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成（有些解释还把膜电阻也算上），通过一定的电流时，其极化电势可以计算，E=IR(欧)。
(2)电化学极化
        指由于正、负极上电化学反应速度小于电子运动速度而造成的极化。
(3)浓差极化
       指由于参与反应的锂离子扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化。

3、对EIS、CV、充放电等结果的影响
(1)EIS
       欧姆极化大（本质是欧姆内阻大），电池的EIS的Nyquist图与实轴的交点值会大。
       电化学极化大，EIS表现为RCT大，也就是半圆弧直径会大。
       浓差极化大，在EIS结果表现出就是低频的直线阻抗值较大，其W系数值也不一样。
(2)CV
      欧姆内阻在测CV时可用去除欧姆降的功能消除，因此不会影响CV结果。但是极化大的体系，如果扫速较大，其氧化还原电位会发生一定的偏离，表现为氧化还原峰电位差增大。当然，这可以通过控制扫速来消除影响，扫速越低越好。
(3)充放电，本质就是恒电流技术
     一定的充放电倍率条件下，电池极化大，电池容量就会下降。

4、产生极化的原因
     产生极化的原因请见附件中的图1。
     要完全消除极化极化是不可能的，只能是在选择材料、设计和制作电池时尽可能去减小电池的极化。

上述内容部分参照了liuhailu08，sanren以前发表的帖子，特此感谢。
并希望小兵的回帖对你有所帮助。
祝科研顺利~

图1  电池极化影响因素
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wuqi1413
【欢迎加入小兵建的“电化学与锂电”QQ群：255149470】语录：在茫茫众生中，我不是歌星、也不是影星、更加不是幸运星，我只是一个想踏踏实实研究电池的无名小兵!
2楼2012-08-07 11:27:18
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mlanqiang

木虫之王 (文学泰斗)

蓝博士

【答案】应助回帖

★ ★ ★
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seagrove: 金币+1, 感谢应助 2012-08-07 20:59:12
jiangying163168: 金币+2 2012-08-08 12:42:53
完全消除极化极化是不可能的，但可以弱化。
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蓝精灵
3楼2012-08-07 12:20:01
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电池小兵

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
jiangying163168: 金币+8 2012-08-08 21:03:52
引用回帖:
4楼: Originally posted by jiangying163168 at 2012-08-08 12:42:44
如果极化对材料的充放电表现在比容量下降的情况下的话，那我想请问下我的电池在0.2C充放电时，时间不是5个小时，而是超过五个小时，基本上充放电都在六个小时左右，请问这个时间超出倍率所应有的时间是否正常？有人 ...

如果极化过大，那么放电时间会更短，不会超过5小时的。

采用恒电流放电，如果你说的的放电时间不是五个小时而是六个小时现象，那么放电电流应该是实际容量的1/6C。
不大清楚你发的是什么程序，是直接输入电流，还是输入倍率。
如果你输入的是0.2C，那么表明比容量或者活性物质质量输入有点问题。
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5楼2012-08-08 13:21:45
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