三元锂电池和磷酸铁锂电池,我们可以看作锂离子在正极和负极之间反复左右横跳,把电子过来运过去,这就是充电和放电的过程了。
不同原材料的电池,什么三元锂,什么NCA/NCM(三元锂电池的分类),磷酸铁锂,不同的只是正负极材料,还有电解液的配方。
锂离子在这个过程就是充当搬运工,“我们不生产电子,我们只是电子的搬运工”,xx山泉赶紧打钱。
那么锂离子这个搬运工呢,在搬运电子的过程里面,它有可能会迷失自我。例如:
如果路上破了个洞(电极、隔膜工艺不均匀),他就有可能会摔倒,其他锂离子也会发生连锁反应,就像堵车一样被卡在这里;
或者墙上开了个小洞(电池内部破损),锂离子就会停在小洞前开小差,其他的锂离子也会跟风吃瓜,聚集在小洞周围围观;
另外如果锂离子的集散中心(负极-正极容量比太小,负极不够大)不够大,而运输速度过快(快速充电),锂离子变成单质锂之后来不及疏散,也有可能滞留在集散中心。
这种“堵车”、“围观”、“滞留”,就会让锂联群结队,聚合成好像一棵树一样的锂晶枝。这个锂晶枝,就是锂离子电池的万恶之源。
长期使用之后电容量降低:锂离子都结晶了,变成失去梦想的咸鱼了,肯定罢工了,所以正经干活的锂离子数量就减小了。但这还是小事,因为还有更严重的——
充电过程中自燃甚至爆炸:我们都知道三元锂电池最怕穿刺实验,因为正负极短路,会发热、自燃,甚至爆炸。那锂晶枝因为各种原因茁壮成长,也会从内部撑破电池正负极隔板,发生短路,接下来就是一场悲剧了。
从锂晶枝的产生机理可以反推,怎么样可以避免锂晶枝产生,一定程度就是挽救锂电池的寿命,甚至是整台电动车的生命。