以石墨負(fù)極為例,電池的最佳存儲(chǔ)電壓是依據(jù)正極的活性物質(zhì)來(lái)定的,比如:鈷酸鋰一般在3.86V左右、111的三元在3.65V,鐵鋰在3.2V,錳酸鋰在4.0V;
籠統(tǒng)來(lái)講,電壓越高,正負(fù)極的反應(yīng)活性越強(qiáng),副反應(yīng)就會(huì)增多,所以高電壓一般不推薦;電壓越低,容量少,不利于長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ),所以也不推薦;
為什么要選如上的電壓范圍呢,前三種材料是由反應(yīng)平臺(tái)決定的,前三種材料在上述電壓位置反應(yīng)峰面積最大,所以在這個(gè)電壓附近存儲(chǔ)是最穩(wěn)定的,大家可以用循環(huán)伏安法來(lái)驗(yàn)證;
錳酸鋰是個(gè)特例,為什么要選擇4.0V,主要是由錳酸鋰的特性決定的,這里指的錳酸鋰是尖晶石的,里面含有3價(jià)錳,會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng),
我做過(guò)實(shí)驗(yàn),4.0V附近是最佳的存儲(chǔ)電壓,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候電壓不是很高,正極三價(jià)錳大部分轉(zhuǎn)化成了4價(jià),歧化反應(yīng)大大減少,從而出現(xiàn)在高壓4.0V存儲(chǔ)反而是最好的;
其實(shí)這四種材料,在相變平臺(tái)方面,除了鐵鋰是典型的兩相轉(zhuǎn)變外,其余幾種材料在充放電過(guò)程中相變均不明顯,并不是由一相轉(zhuǎn)化為另外一相,而是有兩相或者多相共存;
所以呢,鐵鋰的平臺(tái)也是很平很平的,因?yàn)槠脚_(tái)與相變焓是直接關(guān)聯(lián)的,有相變的地方就會(huì)有電壓平臺(tái),而鐵鋰是兩相轉(zhuǎn)變,電壓平臺(tái)就很平;
其余三種材料相變均不是很明顯,沒(méi)有一個(gè)特定的相變平臺(tái),但是還是存在相變,例如鈷酸鋰在鋰離子脫出時(shí)在3.86V左右有一個(gè)反應(yīng)峰,被認(rèn)為是相變平臺(tái);
三元材料在3.65V左右有相變平臺(tái),而尖晶石錳酸鋰材料會(huì)在4.05V、3.90V、3.0V左右出現(xiàn)相變平臺(tái);在全電池里面可能會(huì)發(fā)生漂移。
總之,反應(yīng)峰面積大的地方,存儲(chǔ)相對(duì)是要穩(wěn)定一些,存儲(chǔ)時(shí)間也會(huì)長(zhǎng)一些