石墨OI值:锂离子电池性能的关键指标,如何影响电池寿命与效能?
电动汽车续航力欠缺时常令消费者心生焦虑,可是那种名为石墨OI值的指标里匿藏着电池性能的关键秘密。
石墨OI值基本概念
专业名称被称作氧化诱导期的石墨OI值,所测量的是,石墨材料于特定温度条件之下,抵抗氧化反应的时间长度。该数值借助专业仪器,在纯氧环境里加热样品予以测定,一般是以分钟作为单位来记录的。
于锂离子电池用途里头,较高的OI数值意味着石墨负极材料于电池循环进程中更难以跟电解液产生副反应。这般的化学稳定性直接关联电池使用寿命以及安全性能,是动力电池制造商挑选原料的关键依据。
影响电池能量密度
石墨的OI值跟电池能量密度有着紧密的关联,当OI值提高的时候,石墨材料的结构稳定程度相应地增强,这致使电池在进行充放电的过程中可以维持更高的可逆容量,2023年宁德时代的研究数据表明,OI值超过180分钟的石墨材料能够让电池能量密度提高大约15% 。
高OI值的石墨,能让电池设计者运用更高容量的正极材料,且不用担心负极会过早失效。这种平衡设计,使新一代锂离子电池单次充电的续航里程,冲破了800公里的大关,有效地缓解了用户相关的里程焦虑。
决定充电速度关键
对于石墨而言,OI值朝着直接影响锂离子嵌入以及脱出效率的方向发展。那些OI值相对较高的石墨材料,一般来讲具备更为规整状的层状结构,此结构是为锂离子提供更加顺畅的迁移通道所必备的。正是因为这样,电池才能够承受更大的充电电流,进而不会产生析锂现象。
当代的快充技术这般要求,电池得在15分钟之内充到80%的电量,这给石墨OI值提了极高要求,2024年比亚迪刀片电池所用的石墨材料OI值都超过200分钟,支撑起了4C大倍率充电能力。
与循环寿命关系
循环寿命,作为衡量电池耐久性的核心指标,而石墨OI值,在此起着决定性作用。石墨,若OI值低,在反复充放电过程中,容易发生结构坍塌,进而导致锂离子嵌入位点持续减少。
经在实验室里边进行测试能够表明,当石墨的OI值从一百二十分钟提升到一百五十分钟这个阶段的时候,电池的循环次数是可以从八百次增加到超过一千二百次的。这所表达的深层次状况意味着,针对于普通家用来使用的电动汽车而言,其电池的使用寿命是有可能从八年延长到十二年的,如此一来就大幅度地降低了车辆在整个生命周期之内的使用成本的。
安全性能影响
电池安全性能与石墨OI值直接关联,当OI值欠缺时,在高温或者过充状况下,石墨易于和电解液产生激烈氧化反应,大量热量被释放从而致使热失控 。
2022年,多起电动汽车自燃事故展开调查,结果显示,涉事电池所使用的石墨材料,其OI值普遍低于行业安全标准 。当下,全球主流电池厂商,已把石墨OI值150分钟设定为最低门槛,而对于高端产品,要求达到220分钟以上 。
材料改进方向

经由多种方式提升石墨OI值的材料科学家,有一种方式是表面包覆技术,此技术会于石墨颗粒外面形成均匀的纳米保护层,该保护层能有效阻挡氧气跟石墨直接接触,韩国LG化学于2023年推出的改性石墨材料,借助氧化铝包覆让OI值升高了30%。
在石墨晶格里引入硼、磷等异质原子,籍之所改变其电子云分布来增强抗氧化能力,此乃掺杂改性行为。为日本日立化成所开发的硼掺杂石墨产品,其OI值达至创纪录的280分钟,当前已被应用于航空航天领域里的高可靠性电池之中 。
当您去选购电动汽车之际,您是不是会主动地去了解那电池所使用的石墨材料的OI值指标呀?欢迎于评论区去分享您的观念呀;要是感觉这篇文章是有用的,那就请帮着点赞以支持,然后转发给更多的朋友们呀!
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