鉅大LARGE | 點擊量:4424次 | 2020年05月08日
鋰離子電池高溫影響,高溫是造成鋰離子電池鼓包的原因嗎
鋰離子電池高溫影響,高溫是造成鋰離子電池鼓包的原因嗎?鋰離子電池具有工作電壓高、自放電低、無記憶效應、無污染等優(yōu)點,在新能源行業(yè)磷酸鐵鋰離子電池被看好,廣泛應用在動力鋰電池和儲能等領(lǐng)域。但其推廣的速度及應用領(lǐng)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。
鋰離子電池高溫影響
在所有的環(huán)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(huán)境溫度有關(guān),溫度上升即鋰離子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(nèi)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(nèi)阻加大,電化學反應速度放慢,極化內(nèi)阻迅速新增,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。鋰離子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(zhuǎn)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,是導致鋰離子電池容量衰減的根本原因。
鋰離子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(qū)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(nèi)部應力用途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。
高溫是造成鋰離子電池鼓包的原因嗎?
1、鋰離子電池鼓包的原因重要是鋰離子電芯內(nèi)部出現(xiàn)氣體,幾乎所有的鋰離子電芯在受到損害時的第一個表現(xiàn)就是電芯內(nèi)部出現(xiàn)氣體;而關(guān)于真空軟包裝的聚合物電芯其表現(xiàn)為電芯鼓脹,因此電芯鼓脹也是電芯受到損害或可能出現(xiàn)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(nèi)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,因此應防止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(fā)生變形垮塌,這也是鋰離子電池電量下降的一個重要原因。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(jié)晶,使得電池發(fā)生鼓脹。
4、SEI膜對負極材料會出現(xiàn)保護用途,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,并且可以新增電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變,在充放電過程中會有少許的變化,重要是部分有機物會發(fā)生可逆的變化。電池過度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán),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(xiàn)象。
鋰離子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(nèi)部組成之間反應機理,關(guān)于抑制各類放熱反應的發(fā)生,提高電池濫用條件下的安全性能是至關(guān)重要的。鋰離子電池受溫度影響很大,在以動力鋰電池應用領(lǐng)域和溫度影響較大的應用環(huán)境,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(tǒng)使用壽命。