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    鋰電池高溫影響,高溫是造成鋰電池鼓包的原因嗎

    來源:存能電氣  日期:2020-05-06 14:09  瀏覽量:

    鋰電池高溫影響,高溫是造成鋰電池鼓包的原因嗎?鋰電池具有工作電壓高、自放電低、無記憶效應、無污染等優點,在新能源行業磷酸鐵鋰電池被看好,廣泛應用在動力電池和儲能等領域。但其推廣的速度及應用領域廣度、深度卻不盡如意,阻礙其快速推廣的因素除了價格、電池材料自身引起的批次一致性等因素外,其溫度性能也是重要因素。

    鋰電池高溫影響

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    在所有的環境因素中,溫度對電池的充放電性能影響最大,在電極/電解液界面上的電化學反應與環境溫度有關,溫度上升即鋰電池輸出功率會上升。溫度也影響電解液屬的傳送速度,溫度上升則加快,傳送溫度下降,傳送減慢,電池充放電性能也會受到影響。但溫度太高超過45℃會破壞電池內的化學平衡,導致副反應。

    溫度對放電性能的影響直接反應到放電容量和放電電壓上。溫度降低,電池內阻加大,電化學反應速度放慢,極化內阻迅速增加,電池放電容量和放電平臺下降,影響電池功率和能量的輸出。鋰電池容量衰退都有電池極化的影響,即鋰離子擴散速度跟不上電子的轉移速度使得電池正極容納的鋰離子越來越少。在60℃的高溫下這種極化過程進一步加劇,是導致鋰電池容量衰減的根本原因。

    鋰電池高溫失效機制要遠遠復雜于前人的報道,在實際研究中很難區分活性鋰的損失和活性材料的損失。在磷酸鐵鋰材料嵌鋰過程中會有部分嵌鋰的磷酸鐵鋰相由于內部應力作用從而與導電劑形成的電子導電通道隔離,從而無法可逆的脫嵌鋰造成活性材料的損失。

    高溫是造成鋰電池鼓包的原因嗎?

    1、鋰電池鼓包的原因主要是鋰離子電芯內部產生氣體,幾乎所有的鋰離子電芯在受到損害時的第一個表現就是電芯內部產生氣體;而對于真空軟包裝的聚合物電芯其表現為電芯鼓脹,因此電芯鼓脹也是電芯受到損害或可能出現安全問題的一個早期預警。

    2、電芯受高溫影響,大部分時間電芯在較高溫度下長期存儲,則溫度會加速電芯內部的一些化學反應形成氣體,尤其是電芯在滿充或輕微過充的情況下,這中高溫存儲的影響效果更為明顯,因此應避免電芯在高溫下長期存儲。

    3、過度充電會導致正極材料里的鋰原子全部跑到負極材料里面,導致正極原本飽滿的柵格發生變形垮塌,這也是鋰電池電量下降的一個主要原因。在這個過程中,負極的鋰離子越來越多,過度堆積使得鋰原子長出樹樁結晶,使得電池發生鼓脹。

    4、SEI膜對負極材料會產生保護作用,使材料結構不容易崩塌,并且可以增加電極材料的循環壽命。SEI膜并非一成不變,在充放電過程中會有少許的變化,主要是部分有機物會發生可逆的變化。電池過度放電后使得SEI膜發生可逆性破環,保護負極材料的SEI破壞后使得負極材料崩塌,從而形成鼓包現象。

    鋰電池在高溫下的化學及其電化學反應是非常復雜的,研究電池內部組成之間反應機理,對于抑制各類放熱反應的發生,提高電池濫用條件下的安全性能是至關重要的。鋰電池受溫度影響很大,在以動力電池應用領域和溫度影響較大的應用環境,需要對電池進行熱管理才能提高電池的使用效率,延長電池系統使用壽命。

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