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1 # 一往無前小羊zH
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2 # 沉默不語1475
鋰離子電池的循環壽命,一直是電動汽車買家最關心的參數之一。
老化總是與失效連在一起出現,但確切的說,老化和失效是兩個概念。老化,是指動力鋰電池性能參數隨著時間的推移變差,是量變過程,參數重要指電池最大可用容量、內阻和功率。失效,是電池完全失去工作能力的過程,時間上相對短暫,是質變。老化的積累是失效的一個重要原因。
動力鋰電池最佳工作溫度是15℃-35℃,但在日常應用中,不可能完全滿足電池的要,因此,最常見的影響電池老化的場景就是高溫,低溫。
除了環境以外,電池工作參數,也會對老化起到加速或者減速的用途,因此電芯充放電參數的選擇影響顯著。
在以上列舉的外部因素用途下,電池電極材料等在電化學反應過程中,發生正常充放電以外的副反應,導致老化的發生。
2典型老化過程
老化過程中,具體都會發生什麼細節過程,跟正負極材料,電解液和隔膜的選擇有密切關係,本文解說大略的老化過程,暫時不針對具體材料做詳細解釋。
2.1高溫老化
50℃至60℃,是一般鋰離子電池能夠允許的工作溫度範圍上限。在較高溫度下進行電化學反應,電解液活性較強,容易發生分解反應,分解產物與正極材料結合,是對正極材料的消耗;正極結構材料遭到腐蝕,晶格結構由於缺少足夠材料的支撐發生坍塌,鋰離子的空位減少,正極容納鋰離子的能力下降,使得電池容量遭受損失;
同時,正極材料反映的產物,游蕩在電解液中,可能附著在正負極電極的表面。電極表面被不能參與充放電過程的物質覆蓋,阻礙了電化學過程的順利發生,電芯內阻新增。
高溫過程對老化的影響,重要在正極發生,對負極的影響佔比較小。
2.2低溫老化
環境溫度達到0℃以下,鋰離子電池的性能開始受到低溫的明顯影響。SIE膜,是電芯化成過程中,負極材料與電解液之間反應生成的一層鈍化膜,對負極材料具有保護用途。
在低溫工作過程中,SEI膜生長,消耗部分電解液中的活性鋰離子,使得電解液中導電離子的濃度降低,電池可用容量遭到永久性損失。SEI膜的增厚,使得鋰離子穿過膜層到達負極的困難新增,與導電鋰離子的濃度降低問題疊加在一起,電芯內阻隨之增大。
低溫下充電,尤其是充電電流比較大時,負極還會發生另外一個副反應鋰單質析出。低溫下,鋰離子活性下降,勉強充電,使得過量的鋰離子聚集在負極周圍,來不及穿過SEI膜到達負極嵌入,就沉積在負極表面,形成純鋰層。這個過程在過低溫度的充電過程中容易發生,並且不可逆轉。隨著使用循環的累積,鋰單質也會持續積累,枝晶不斷生長,使得刺破隔膜的風險也在不斷累加。
鋰離子電池低溫工作,老化問題重要發生在負極,正極的副反應也存在,但影響不顯著。
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3 # ppocai
老化制度對鋰離子電池性能的影響因素重要有兩個,即老化溫度和老化時間。除此之外,還有老化時電池處於封口還是開口的狀態也比較重要。關於開口化成來說,假如廠房可以控制好溼度可以老化後再封口。假如採用高溫老化,封口後老化比較好。關於不同的電池體系,三元正極/石墨負極鋰離子電池、磷酸鐵鋰正極/石墨負極鋰離子電池抑或是鈦酸鋰負極電池,要根據材料特性及鋰離子電池特性進行針對性試驗。在試驗設計中,可以通過鋰離子電池的容量差別、內阻差別、壓降特點來確定最佳的老化制度。
回覆列表
1、高溫老化50℃~60℃,是一般鋰離子電池能夠允許的工作溫度範圍上限,高溫過程對老化的影響,重要在正極發生。
2、低溫老化重要發生在負極,正極的副反應也存在。
3、大電流充放電損失容量。
4、過壓欠壓充放。
5、自放電。
6、模組的老化。因此,對電芯老化影響因素的研究,只是在設法降低違規操作帶來的加速老化。