鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:794次 | 2021年02月23日
鋰離子電池過充性能有什么影響
1)極化階段,這一階段由于極化的存在因此在施加電流后電池的電壓迅速升高,此時(shí)電池溫度出現(xiàn)溫度降低;
2)在240s后電池進(jìn)入溫度平穩(wěn)升高階段,在此階段電池溫度以0.05℃/min的速度升高;
3)溫度穩(wěn)定階段,在這一階段電池溫度會(huì)持續(xù)升高,但是電池的溫度并不會(huì)升高。
一旦電池進(jìn)入到過充時(shí),電池的溫度首先保持恒定,然后突然開始上升,最終達(dá)到峰值溫度。
在不同的循環(huán)倍率下對鋰離子電池進(jìn)行過充循環(huán)(2.75-5V)實(shí)驗(yàn)時(shí)電池容量的衰降趨勢,從圖中能夠看到在較低的倍率下對電池進(jìn)行過充循環(huán)時(shí)電池的衰降更為嚴(yán)重,2C過充循環(huán)時(shí)電池的衰降速度為0.12%/cycle,在3C倍率下過充循環(huán)時(shí)電池容量的衰降速度僅為0.05%/cycle,而0.5C和1C循環(huán)的電池的衰降速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于2C和3C循環(huán)的電池。
不同倍率下進(jìn)行過充循環(huán)時(shí)電池的T2溫度采樣點(diǎn)的溫度在第1次、第5次、第10次和第15次循環(huán)時(shí)電池表面溫度的變化,從圖中能夠看到充電倍率關(guān)于電池溫度的影響非常明顯,大倍率充電時(shí)電池溫度升高更快,同時(shí)過充造成的溫度峰值也更不明顯。同時(shí)從下圖還能夠注意到過充循環(huán)關(guān)于電池的溫度特性也會(huì)出現(xiàn)明顯的影響,在第一次過充時(shí)電池峰值溫度明顯更高,而在隨后的過充循環(huán)中電池的峰值溫度明顯變得更加溫和,表明在第一次過充中過充導(dǎo)致的副反應(yīng)要更為嚴(yán)重。
電池在過充循環(huán)過程中電池電壓曲線的變化,從圖中能夠看到在較低的倍率下過充循環(huán)關(guān)于電池的充放電電壓曲線都會(huì)出現(xiàn)明顯的影響,首先我們能夠看到開始充電時(shí)電池的電壓升高,表明電池極化新增,可能的原因有三個(gè):
一個(gè)是電池內(nèi)阻的新增;
一個(gè)是電池活性物質(zhì)的減少;
一個(gè)是活性Li的損失。
而電池在充電終止和放電終止時(shí)電池的電壓曲線都明顯縮短,作者在這里認(rèn)為是活性Li的損失導(dǎo)致的,但是從電壓曲線的形狀來看,應(yīng)該是活性物質(zhì)損失和活性Li的損失都存在,并且還包含部分電池內(nèi)阻新增的影響。
相比于較低倍率的過充循環(huán),較高倍率的過充循環(huán)關(guān)于電池充放電曲線的形狀和位置幾乎沒有發(fā)生顯著的影響。
接下來作者考察了充電倍率和放電倍率關(guān)于電池過充衰降的影響,從下圖能夠看到充電倍率關(guān)于電池性能的影響更為明顯,0.5C倍率充電的電池僅僅15個(gè)循環(huán)后電池的可逆容量就衰降到了80%以下,而1C倍率下循環(huán)19次電池容量也衰降到80%以下,2C和3C倍率過充的電池容量的衰降速度要明顯的慢于低倍率下過充的電池。
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