电池自放电全面分析
锂离子电池自放电，终于有人总结透彻了
锂离子电池自放电，终于有人总结透彻了导读：自放电的一致性是影响因素的一个重要部分，自放电不一致的电池在一段时间储存之后SOC会发生较大的差异，会极大地影响它的容量和安全性。
对其进行研究，有助于提高我们的电池组的整体水平，获得更高的寿命，降低产品的不良率。
含一定电量的电池，在某一温度下，在保存一段时间后，会损失一部分容量，这就是自放电。
简单理解，自放电就是电池在没有使用的情况下容量损失，如负极的电量自己回到正极或是电池的电量通过副反应反应掉了。
自放电的重要性目前锂电池在类似于笔记本，数码相机，数码摄像机等各种数码设备中的使用越来越广泛，另外，在汽车，移动基站，储能电站等当中也有广阔的前景。
在这种情况下，电池的使用不再像手机中那样单独出现，而更多是以串联或并联的电池组的形式出现。
电池组的容量和寿命不仅与每一个单个电池有关，更与每个电池之间的一致性有关。
不好的一致性将会极大拖累电池组的表现。
自放电的一致性是影响因素的一个重要部分，自放电不一致的电池在一段时间储存之后SOC会发生较大的差异，会极大地影响它的容量和安全性。
对其进行研究，有助于提高我们的电池组的整体水平，获得更高的寿命，降低产品的不良率。
自放电机理锂钴石墨电池电极反应如下：电池开路时，不发生以上反应，但电量依然会降低，这主要是由于电池自放电所造成。
造成自放电的原因主要有：a.电解液局部电子传导或其它内部短路引起的内部电子泄露。
b.由于电池密封圈或垫圈的绝缘性不佳或外部铅壳之间的电阻不够大（外部导体，湿度）而引起的外部电子泄露。
c.电极/电解液的反应，如阳极的腐蚀或阴极由于电解液、杂质而被还原。
d.电极活性材料局部分解。
e.由于分解产物（不溶物及被吸附的气体）而使电极钝化。
f.电极机械磨损或与集流体间电阻变大。
自放电的影响1、自放电导致储存过程容量下降几个典型的自放电过大造成的问题：1、汽车停车时间过久，启动不了；2、电池入库前电压等一切正常，待出货时发现低电压甚至零电压；3、夏天车载GPS放在车上，过段时间使用感觉电量或使用时间明显不足，甚至伴随电池发鼓。
电池自放电的原理
电池自放电的原理电池自放电是指电池在不工作的情况下，自身储存的电荷逐渐减少的现象。
对于如何理解电池的自放电原理，我们可以从以下几个方面进行讨论。
第一，电池内部化学反应引起的自放电。
电池是利用化学能转化为电能的装置，其中的化学反应是电池能够工作的基础。
在电池内部，正极和负极之间会发生化学反应，导致电荷分离。
而在电池不工作的情况下，这些化学反应仍会持续进行，导致电池储存的电荷逐渐减少。
例如，锌-银电池的自放电过程中，锌电极上的锌原子会与空气中的氧气发生反应，生成氧化锌，从而导致电子从锌电极流向负极，引起自放电。
第二，电池内部的电子迁移引起的自放电。
在电池的正负极材料中，电子通过导电材料的内部迁移来完成电流的闭合。
而即使电池不工作，导电材料内部的电子仍会因为热运动的原因引起微小的扩散，从正极流向负极，这也会导致电池的自放电。
由于电子的迁移速度很快，因此电池的自放电速度相对较慢。
第三，电池内部的电导率损失引起的自放电。
在电池的材料中，存在着不可避免的电阻，该电阻将会导致电流流经电池内部时产生一定的电压损失。
这会使得电池正负极之间的电位差减小，从而引起电池自放电。
而这种电阻引起的电势损失，通常会随着时间的推移而逐渐加大，导致电池自放电速度的变快。
第四，温度引起的电池自放电。
电池内部的化学反应速率会受到温度的影响，当温度升高时，化学反应的速率也会增加，从而导致电池的自放电速度加快。
因此，在存储电池时，尽量避免过高或过低的温度，可以减缓电池的自放电速度。
综上所述，电池自放电是由于电池内部的化学反应、电子迁移、电导率损失以及温度等因素共同作用的结果。
尽管电池的自放电无法完全避免，但可以通过选用合适的电池类型、使用合适的储存条件等方式来减缓电池自放电的速度，提高电池的使用寿命。
电池化学自放电
电池化学自放电电池化学自放电是指电池在不外接负载的情况下自行放电的现象。
在正常情况下，电池是通过化学反应将化学能转化为电能的，但在特定条件下，电池内部的化学反应仍然会继续进行，从而导致自放电现象的发生。
电池化学自放电是由于电池内部的电解质和电极之间存在一定的导电性，导致电子和离子可以在电解质中自由移动。
当电池不外接负载时，电子会从负极流向正极，而正极上的离子会通过电解质向负极移动，这样电池内部的化学反应就会继续进行，从而产生自放电现象。
电池化学自放电是电池的一种固有特性，几乎所有类型的电池都会出现这种现象，只是程度和速度不同。
不同类型的电池受到自放电的影响程度不同，有些电池的自放电非常缓慢，可以在相对较长的时间内保持较高的储电能力，而有些电池的自放电非常快，储电能力会迅速降低。
造成电池化学自放电的主要原因有以下几点：1. 电池内部的杂质和不完全反应产物：电池内部存在一些杂质和不完全反应产物，它们与电池中的电解质和电极发生反应，导致电池化学反应的进行。
这些反应虽然比正常放电反应慢，但却是电池化学自放电的重要原因之一。
2. 温度：温度对电池化学自放电有很大影响。
在高温环境下，电池内部反应速率加快，自放电现象会更加明显。
因此，在存储和使用电池时，应尽量避免高温环境，以减缓电池的自放电速度。
3. 电池设计和制造工艺：电池的设计和制造工艺也会影响电池的自放电现象。
合理的设计和制造能够减少电池内部杂质的产生和堆积，从而减轻自放电现象的发生。
为了减少电池化学自放电，可以采取以下措施：1. 储存条件：在储存电池时，应选择低温和干燥的环境，以减缓电池的自放电速度。
此外，应尽量避免将电池长时间存放在高温环境中。
2. 电池类型选择：不同类型的电池受到自放电的影响程度不同。
在选择电池时，可以根据具体需求选择自放电速度较慢的电池类型，以延长电池的储电能力。
3. 电池维护：定期对电池进行维护，清洁电池表面的污垢和氧化物，可以减少电池内部反应的发生，从而减轻自放电现象。
电池的自放电率
电池的自放电率
一、概述
电池的自放电率是指在不使用的情况下，电池内部化学反应所产生的自然放电速率。
由于电池内部化学反应是不可避免的，即使没有外部负载，电池也会自然放电。
二、影响因素
1. 温度：温度越高，自放电率越快。
2. 电解液：不同类型的电解液对自放电率有着不同的影响。
3. 金属材料：不同金属材料对自放电率也有着不同的影响。
4. 存储条件：存储条件对自放电率也有着很大的影响。
三、常见类型和自放电率
1. 镉镍蓄电池：自放电率较慢，约为每月1%。
2. 镉银蓄电池：自放电率较快，约为每天0.5%至1%。
3. 镉锌蓄电池：自放电率较快，约为每天0.5%至1%。
4. 铅酸蓄电池：自放电率较慢，约为每月3%至5%。
5. 锂离子蓄电池：自放电率较快，约为每天2%至3%。
四、如何减少自放电率
1. 降低温度：将电池存放在较低的温度下，可以有效减缓自放电率。
2. 减小金属材料的面积：减小金属材料的面积可以降低自放电率。
3. 选择适当的电解液：不同类型的电解液对自放电率有着不同的影响，选择适当的电解液可以降低自放电率。
4. 正确存储：正确存储可以有效地延长电池寿命和减少自放电率。
应
将电池存放在干燥、阴凉、通风良好的地方，并避免长时间不使用。
五、总结
自放电是无法避免的，但可以通过选择适当的材料、控制温度和正确
存储等方式来减少自放电率。
在使用和存储时，应注意以上因素，以
延长电池寿命并提高性能。
电池自放电的原理
电池自放电的原理电池自放电是指电池在不接入外部负载时，电池内部的化学反应仍然持续进行，释放电能的现象。
这种现象在实际应用中引起了许多问题，比如电池容量的损失、电池寿命的缩短等。
所以，深入了解电池自放电的原理对于电池的应用和优化具有重要意义。
电池自放电是由于电池内部发生的一系列化学反应导致的。
一般来说，电池由正极、负极和电解质组成。
正极为电池的正极材料，负极为电池的负极材料，电解质则为正极和负极之间提供离子传输的介质。
当电池正负极通过电解质连接时，电池会处于闭路状态，在外部负载接入的情况下，电池会发生化学反应从而产生电能。
而当电池不接入外部负载时，即处于开路状态下，电池内部的化学反应仍然会持续进行，这就导致了电池的自放电。
电池自放电的主要原因是由于电池正负极材料之间的反应。
在电池正负极材料中，存在着一系列的离子传输和化学反应过程。
正极材料往往是一些氧化剂，负极材料则是一些还原剂。
当正负极通过电解质连接时，正极会向负极释放出一些氧化剂离子，而负极则会向正极释放出一些还原剂离子。
这些离子在电解质中传输，从而维持了电池的闭路状态。
然而，即使在开路状态下，电池正负极材料仍然会发生一些微小的反应。
这种微小反应主要分为两种类型，一种是电化学反应，另一种是化学反应。
首先，电化学反应是指正负极材料中的离子通过电解质传输到对方极材料上发生的反应。
例如，在锌铅电池中，电池的正极是由锌组成，负极是由铅组成。
在电池开路状态下，锌极中的锌离子Zn2+会通过电解质传输到铅极上，与铅负极上的负极材料发生反应，从而产生一定的电流。
这个电流的大小决定了电池的自放电速率。
如果正负极材料间的反应速率较快，那么电池的自放电速率就相对较高；反之，如果反应速率较慢，那么电池的自放电速率就相对较低。
其次，化学反应是指正负极材料之间的化学反应。
一般来说，电池正极材料氧化，负极材料则发生还原，从而释放出一些化学能量。
这些化学能量会转化为电能，并通过电解质传输到另一极材料上。
锂离子电池自放电原因
锂离子电池自放电原因
锂离子电池作为一种广泛使用的储能设备，自放电也是其经常面
临的问题。
下面，让我们来探讨一下锂离子电池自放电的原因。
1.电池化学反应
首先，锂离子电池的自放电主要是由于电池中的化学反应引起的。
在充放电过程中，电池内部的化学反应会不断地产生电子，但在电路
未接通的情况下，这些电子将无处可去，只能在电池中进行自放电。
2.存储条件
存储条件也是影响锂离子电池自放电的主要因素之一。
特别是在
高温环境下，电池内部化学活性增强，自放电速度更快。
此外，不良
的存储条件，如潮湿、阳光直射等，也会引起电池容器内部腐蚀，导
致自放电增加。
3.电池质量
对于同一型号、同一生产批次的锂离子电池来说，电池质量的高
低也会直接影响其自放电情况。
具体来说，质量优秀的锂离子电池采
用优质的电解液，内部化学反应速度更慢，自放电也更少。
4.电极材料
电极材料也是影响锂离子电池自放电情况的一个重要因素。
在不
同的电极材料中，锂离子的扩散也会略有不同。
如果电极材料的比表
面积小，极化现象严重，在充电和放电过程中容易产生副反应，造成
电极材料的损耗和电极活性物质的流失，导致自放电率增加。
总之，影响锂离子电池自放电的因素很多，但是在实际生产、存
储和使用过程中，可以采取一系列措施来减少锂离子电池的自放电率。
例如，在存储时采取保湿、降温、隔离的措施，选择优质的电池、电
极材料等，确保锂离子电池的质量和使用寿命。
常见电池的自放电率
常见电池的自放电率一、引言电池是我们日常生活中不可或缺的电源，常见的电池有干电池、充电电池、锂电池等。
然而，即使在未使用的情况下，这些电池也会自行放电，导致能量损失和寿命缩短。
因此，了解常见电池的自放电率对于正确使用和储存这些电池至关重要。
二、什么是自放电率自放电率指的是未使用时，储存在电池中的能量自行消耗的速度。
通常以百分比每月（% / month）或每年（% / year）来表示。
三、干电池的自放电率1. 碱性干电池碱性干电池是最常见的一种干电池，其自放电率约为2-3% / year。
在储存期间，如果温度过高，则会加速自放电率；而温度过低则会降低自放电率。
2. 镍氢干电池镍氢干电池是一种充放大量次数后仍能保持较高容量和长寿命的环保型充放式蓄能器件。
其自放电率约为5-10% / month，在高温条件下可能更高。
四、充电电池的自放电率1. 铅酸充电电池铅酸充电电池是一种常见的蓄电池，其自放电率约为5-15% / month。
其自放电率与温度、储存时间和充放状态有关。
2. 镍镉充电电池镍镉充电电池是一种较老式的充放式蓄能器件，其自放电率约为10-20% / month。
在高温条件下，其自放电率可能更高。
3. 镍氢充电电池镍氢充电电池是一种环保型的充放式蓄能器件，其自放电率约为10-20% / month，在高温条件下可能更高。
4. 锂离子充电电池锂离子充电电池是目前应用最广泛的可重复使用锂离子蓄能器件之一，其自放电率约为2-3% / month。
在高温条件下，其自放电率可能更高。
五、结论不同类型的干、充放大量次数后仍能保持较高容量和长寿命的环保型充放式蓄能器件具有不同的自放电率。
因此，在储存和使用这些设备时需要注意控制温度和充放状态，以减缓自放电率的速度，延长电池的使用寿命。
请解释一下为什么电池会发生自放电现象如何减少自放电的影响
请解释一下为什么电池会发生自放电现象如何减少自放电的影响电池是一种能将化学能转化为电能的装置，用于供电或储存能量。
然而，即使在不使用的情况下，电池内部的化学反应仍然会发生，导致电池自身放电，这就是电池自放电现象。
本文将解释为何电池会出现自放电现象，并提供一些方法来减少自放电的影响。
一、为什么电池会发生自放电现象？导致电池发生自放电现象的主要原因是电池内部的化学反应。
在正常情况下，电池通过化学反应将化学能转化为电能。
然而，即使在不使用的情况下，电池的正负极之间仍然存在着微小的电流，这是由于电池内部的化学反应继续进行。
具体原因如下：1. 极化作用：电池正极和负极之间的化学反应会导致电池的极化。
极化作用会形成电压差，导致电池继续放电。
2. 渗透和扩散：电池内部的电解质可能会渗透到正负极之间，或正极材料中，从而引起不必要的化学反应，导致电池自放电。
3. 内部电阻：电池内部存在着一定的电阻，这会导致电池自放电。
电阻越大，自放电现象就越明显。
二、如何减少自放电的影响？虽然无法完全消除自放电现象，但我们可以采取一些措施来减少自放电带来的影响。
以下是一些有效的方法：1. 存储温度：将电池存放在低温环境中可以显著减少自放电的速度。
因此，在不使用电池时，应尽量将其存放在低温环境下。
2. 断开电池连接：将电池与设备的连接断开，以避免不必要的电流流动，从而减少自放电的速度。
3. 选择低自放电型号：在选购电池时，可选择那些具有低自放电特性的型号。
一些新型电池在设计上具有更低的自放电速率。
4. 正确储存电池：如果电池长时间不使用，应正确储存电池。
例如，锂离子电池应储存在部分充满的状态下，并放置在干燥、阴凉的地方。
5. 定期使用电池：定期使用电池可以帮助减少自放电现象。
如果长时间不使用电池，其自放电速度可能会增加。
总结：电池的自放电现象是由于电池内部的化学反应在不使用时仍然持续进行。
虽然无法完全消除自放电，但通过控制储存温度、断开电池连接、选择合适的型号、正确储存电池以及定期使用电池等方法，可以减少自放电的影响。
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自放电的分类：
从自放电对电池的影响，可以将自放电分为两种：损失容量能够可逆得到补偿的自放电；损失容量无法可逆补偿的自放电。
按照这两种分类，可以大约轮廓性的给出一些自放电的原因。
自放电的原因：
1.造成可逆容量损失的原因：可逆容量损失的原因是发生了可逆放电反应，原理跟电池正常放电反应一致。
不同点是正常放电电子路径为外电路、反应速度很快；自放电的电子路径是电解液、反应速度很慢。
2.造成不可逆容量损失的原因：当电池内部发生了不可逆反应时，所造成的容量损失即为不可逆容量损失的。
所发生不可逆反应的类型主要包括：
A:正极与电解液发生的不可逆反应（相对主要发生于锰酸锂、镍酸锂这两种易发生结构缺陷的材料，例如锰酸锂正极与电解液中锂离子的反应：LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4 等）；
B:负极材料与电解液发生的不可逆反应（化成时形成的SEI膜就是为了保护负极不受电解液的腐蚀，负极与电解液可能发生的反应为：LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe等）；
C:电解液自身所带杂质引起的不可逆反应（例如溶剂中CO2可能发生的反应：2CO2＋2e＋2Li＋→Li2CO3＋CO；溶剂中O2发生的反应：1/2O2+2e+2Li+→Li2O ）。
类似的反应不可逆的消耗了电解液中的锂离子，进而损失了电池容量。
D:制成时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应。
这一现象是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。
空气中的粉尘或者制成时极片、隔膜沾上的金属粉末都会造成内部微短路。
生产时绝对的无尘是做不到的，当粉尘不足以达到刺穿隔膜进而使正负极短路接触时，其对电池的影响并不大；但是当粉尘严重到刺穿隔膜这个“度”时，对电池的影响就会非常明显。
由于有是否刺穿隔膜这个“度”的存在，因此在测试大批电池自放电率时，经常会发现大部分电池的自放电率都集中在一个不大的范围内，而只有小部分电池的自放电明显偏高且分布离散，这些应该就是隔膜被刺穿的电池。
最后需要说明的是，锂离子电池内部发生的副反应是非常复杂。
自放电的测试方法：
1.测量电池搁置一段时间后的容量损失：自放电研究的本初目的就是研究电池搁置后的容量损失。
但是，以下原因造成测试容量损失在实施上困难重重：
A.充电过程中的不可逆程度过大，即使充电后马上进行放电，放电容量/充电容量值都很难保证在100%±0.5%以内。
如此大的误差，就要求测试之间的搁置时间必须非常长。
而这很显然不符合日常生产的需求。
B.测试容量时需要大量电力和人力物力，过程复杂且增加了成本。
基于以上两个考虑，一般不会将“测量搁置后放电容量对比之前充电容量的损失”来作为电池的自放电标准。
2.测量一段时间内的K值：衡量自放电程度的一个非常重要的指标K值=△OCV/△t。
K 值常见单位为mV/d，当然这跟厂子自己的标准、电池本身的性能、测量条件等有关。
测量两次电压计算K值的方法更为简便且误差更小，因此K值是衡量电池自放电的常规性方法。
以下文字可能会将K值与自放电混用，请大家注意。
自放电及K值的影响因素：
1.正负极材料、电解液种类、隔膜厚度种类：由于自放电很大程度上是发生于材料之间，因此材料的性能对自放电有很大的影响。
但是材料的各个具体参数（比如正负极的粒径、电解液的电导率、隔膜的孔隙率等）对自放电的影响到底有多大、有影响的原因是什么？这一问题不是研究的重点。
一是问题本身太过复杂，二是对量产、搞研究皆没有太大意义曾经做过实验，发现三元电池的自放电率要高于钴酸锂电池。
2.存储的时间：存储时间变长，一方面是使压降的绝对值增大，另一方面则变相的减少了“仪器绝对误差/压降值”，从而使结果更为准确。
通过实验发现，使用精度为0.1mV的仪器测试自放电，当测试时间超过14天时，才能够将问题电芯（什么是问题电芯将在下面的文字中回答）与正常电芯区分出来（0.13mV/d左右）。
3.存储的条件：温度和湿度的增加，会增大自放电程度。
4.测试的初始电压：初始电压（或者说一次电压）不同，所得K值差别明显。
曾将一
批电池分为三组，初始电压分别为A组3.92V、B组3.85V、C组3.8V，然后测量K值（该批电池在实验前已经进行了筛选，自放电水平相近且存储、测试条件完全一致）。
结果发现，
A组的K值为X，B组K值约为1.8X，而C组虽然也会X，但是电压有一个先升后降得阶段。
类似的结论在其它自放电测试中也有体现。
不过，电池的自放电研究的终究是容量的损失，因此在不同初始电压条件下虽然K值相差很多，但是容量损失差多少并不知道。
考虑
到测试容量误差太大（做循环时候充/放能控制在100%±1%就不错了）。
测量自放电的作用：
1.预测问题电芯。
同一批电芯，所用材料和制成控制基本相同，当出现个别电池自放
电明显偏大时，原因很可能是内部由于杂质、毛刺刺穿隔膜而产生了严重的微短路。
因为微短路对电池的影响是缓慢的和不可逆的。
所以，短期内这类电池的性能不会与正常电池相差太多，但是长期搁置后随着内部不可逆反应的逐渐加深，电池的性能将远远低于其出厂性能以及其他正常电池性能。
表现为：最大容量的不可逆损失明显偏高（例如三个月不可逆容量损失达到5%，而正常电池达到这一值要一年）、倍率容量保持率（0.5C/0.2C、1C/0.2C）
降低、循环变差且循环后易出现析锂（此皆为实验结果所得）等。
因此为了保证出厂电池质量，自放电大的电池必须剔除。
那么接下来的问题就是如何判定一个电池自放电大？如前所述，影响自放电的因素很多，故对所有电池给出一个经验性的K值作为统一标准是不现实的。
系统做过一次实验（110pcs 电池测3个月自放电，然后挑出问题电池），可以给出的参考是：将K值约为整批电池平
均K值2倍的电池挑出作为不良品。
如果电池内部有严重的微短路，那么与正常电池相比，这就相当于一个“质”的变化，其K值水平会明显有别于正常电池。
没有问题的电池的K值
的一致性要明显强于有问题电池的K值，因此挑出问题电池并不难。
挑出问题电池后如何
处理是需要考虑的，如果想知道这些K值过大电池是否能当A品出厂，有一个建议（不过此类实验没有做过）：鉴于自放电过大电池的不可逆容量损失很大，因此可以将电池搁置至少一个季度后重新分容，容量没有明显衰减，则认为其没有问题。
以上为一次实验+自己的认识所谈，错误难免，仅供参考。
2.对电池进行配组。
对于需要配组的电池，K值是重要的标准之一。
在测量计算K值的过程中要注意，由于不同初始电压下自放电水平有明显差异，因此需要尽量保证电池的一次电压是在一个不大的范围内。
认为较好的一次电压范围标准就是电池厂自己的出厂电压。
如果问题电池已经挑出，那么剩下的电池自放电率应该差别不是很大，此时用K值来作为
配组标准之一的意义到底有多大，且配组问题一直也是让人非常头痛的（看过一个文献说，1200次循环的电池配组之后，理论循环次数不到200次！），所以暂不做过多评述。
3.帮助制定电池出厂电压、出厂容量。
有些客户有这类的要求：不管电池出厂电压、
出厂容量多少，只是要求电池运到了客户手里，容量有60%。
这时就需要评估电池在运输
过程中会产生的自放电程度，从而确定电池的出厂电压或者容量。
另外由于不同工艺、不同材料、不同储能阶段的电池自放电差值明显，因此对此问题需要进行单独的实验而不能简单套用其它实验的数据。
自放电的几个误区：
1.充电后的自放电：一些朋友表示充电后电池压降很快，说这是自放电过快。
发生该情况的原因是电池在充电过程中的极化，造成充电电压高于电池实际电压。
充电后电压下降的过程，就是电池电压从充电电压下降回归到自身本身电压的过程。
而充电电压-电池实际电压的结果，叫做超电势，并不是什么所谓的“虚电”，且电化学术语中也没有虚电这一名称。
因此充电后的电压回落主要是超电势的消失，自放电在其中所占比例非常非常小完全可以忽略。
另外，从数据来看，充电后电压基本稳定需要起码4h，且不论充电以恒流还是恒压作为结束，静止时间的差别也不是很大。