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18650锂电池老化过程稳定性研究

时间:2022-07-06 编辑:池龙新能源 游览:700次

  由于电池组的不一致性和充电装置的故障,锂离子电池会轻微过充,甚至导致热失控。近日,中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室王青松研究员课题组基于容量增长分析和电化学阻抗谱,定性和定量分析了锂离子电池在轻度过充循环下的老化行为和机理。结构表明,轻微的过充会导致活性物质的流失,加速电池的老化。而导通损耗对容量衰减的影响很小。锂的密度损失处于中等水平。此外,还研究了老化电池的热稳定性。结果表明,老化电池的稳定性变差。在过充电条件下,负极对电镀锂引起的热稳定性变化起着关键作用。由于正极的结构损伤,70% SOH后,正极主导稳定性。

  锂离子电池因其优异的性能被广泛应用于电动汽车、混合动力汽车、电网系统等领域。然而,在使用中,容量衰减仍然是一个问题。此外,lib可以组装成多个电池组,这些电池组可以并联或串联。即使在复杂的电池管理系统中,电池组的不一致性也会导致过度充电。过度充电会加速电池老化,导致电池失效和热失控,严重时甚至会发生爆炸。

  由于过充会造成严重的灾害后果,目前的研究大多集中在过充引起热失控或爆炸的行为和机理上,以便提前采取预防措施,避免后续伤害。但是,当LIBs稍微过度充电时,只会导致容量衰减,不一定会引起故障或热失控。张等通过实验探索了过充LIBs的衰减机理。他们的结果表明,过充电后,LIBs可以循环使用1000次以上。但是过度充电的锂电池比新的老化得更快。Devie等人还提出过充电会加速LIBs的容量衰减,这主要是由正负电极之间截留的气泡引起的。泡沫消除后,LIBs的容量会恢复。钱等的研究表明,过充电下LIBs的老化是由于正极材料的容量损失和负极的不均匀降解造成的。孔等指出,过充循环过程中电解液的氧化分解、固体电解质界面(SEI)的生长、镀锂等副反应是主要的老化机制。


   目前的研究主要集中在一次或多次过充引起的锂离子电池容量衰减。但是,由于电池组的不一致性,在电池的整个循环寿命期间,可能会出现轻微的过充电。不同电极材料的电池老化机理可能不同。因此,轻微过充引起的老化机理有待进一步研究。80%的健康状态(SOH)通常被认为是寿命终点(e  of)。电池的SOH由公式(1)获得。其中Qcurrent是当前测试容量,Qinitial是LIB的初始容量。