極化電池技術

陽極電流產生的電極極化叫作陽極極化；陰極電流產生的電極極化叫陰極極化。在電極單位面積上通過的電流越大，偏離平衡電極電位越嚴重。比如說鐵生鏽，是因為鐵內部有雜質（通常是C）在電解質溶液中鐵就會做負極，而碳做正極，加速了鐵的腐蝕。

根據極化產生的原因，極化可以分成三種：電化學極化、濃度極化和歐姆極化。

1、電化學極化是由各種類型的電化學本身不可逆引起的極化；

2、濃度極化是由於反應物消耗引起電極表面得不到及時補充（或是某種產物在電極表面積累，不能及時疏散），例如氫在電池正極的積累，導致電極電勢偏離通電前按總體濃度計算的平均值；

3、歐姆極化是由於電解液、電極材料以及導電材料之間存在的接觸電阻所引起的極化。

以上三種極化是電化學反應的阻力。因此，電池的內阻為歐姆內阻、電化學極化內阻與濃度極化內阻之和。

1、電解液的影響：電解液電導率低是鋰離子電池極化發生的主要原因。鋰離子電池用電解液的電導率一般只有0.01～0.1S/cm,，是水溶液的百分之一。因此，鋰離子電池在大電流放電時，來不及從電解液中補充Li，會發生極化現象。提高電解液的導電能力是改善鋰離子蓄電池大電流放電能力的關鍵因素。 

2、正負極材料的影響：正極材料顆粒大鋰離子擴散到表面的通道加長，不利於大倍率放電， 

3、導電劑：正極導電劑的含量是影響高倍率放電性能的關鍵因素。正常電池不能進行高倍率放電的主要原因是，正常正極配方中的導電劑含量不足，大電流放電時電子不能及時地轉移，極化內阻迅速增大，使電池的電壓很快降低到放電終止電壓。 

4、極片厚度的影響：大電流放電的情況下，活性物質反應速度很快，要求離子能在材料中迅速的嵌入、脫出，若是極片較厚，無疑加長了離子運動的路徑，增大了離子運動的阻力。但如果極片的壓實密度較大，則活性物質內部離子運動的小路徑、小孔隙變得更小。由於電池內阻增大與材料孔隙率減小有順便關係，因此壓實密度過大，材料與電解液之間接觸面減小，電池內阻就會增大。製漿過程時間過短，漿料不勻，電池在充放電的過程中有可能出現鋰離子擴散速度緩慢，大電流充放電時，極化大、電阻大，電池安全性差的情況而製漿過程時間過長，漿料過細，電池的內阻則過大。其次，塗布厚度及其均一性也影響到鋰離子在活性物質中的嵌入和脫出。例如負極膜較厚，不均一，因充電過程各處極化大小不同，就有可能發生金屬鋰在負極表面局部沉積的情況。正極片壓實密度對倍率放電性能有影響，壓實密度過大放電容量低，大倍率放電時放電容量少，但壓實密度小未必放電容量高。 

5、SEI膜的影響：SEI 膜的形成增加了電極/電解液界面的電阻，造成電壓滯后即極化，化成電壓在2.5V以上時生成SEI膜，電壓在3.0~3.5V是SEI膜生成的主要階段。電池的內阻隨電池放電電流的增大而增大，這主要是由於大的放電電流使得電池的極化趨勢增大，並且放電電流越大，則極化的趨勢就越明顯，根據歐姆定律：V=E0-I×RT，內部整體電阻的增加，則電池電壓達到放電截止電壓所需要的時間也相應減少，故放出的容量也減少。