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保定市滿城區(qū)聯(lián)東U谷22號樓過充是目前鋰電池安全測試中較難通過的一項(xiàng),因此有必要了解過充的原理及目前防過充的措施。
輕微的過充不會(huì)導(dǎo)致熱失控,但會(huì)引起容量衰減。研究發(fā)現(xiàn)NCM/LMO混合材料為正極的電池過充時(shí),SOC低于120%,容量沒有明顯的衰減,SOC高于130%時(shí)容量會(huì)衰減顯著。
目前解決過充問題的大致有以下幾種方法:
1、BMS中設(shè)置保護(hù)電壓,通常保護(hù)電壓要低于過充時(shí)的峰值電壓;
2、通過材料改性(如材料包覆)提高電池的抗過充能力;
3、在電解液中添加抗過充添加劑;
4、電壓敏感膜的使用,電池發(fā)生過充時(shí),膜電阻顯著降低,起到分流作用;
5、在方形鋁殼電池中使用OSD、CID設(shè)計(jì),目前是通用的防過充設(shè)計(jì)。軟包電池則無法實(shí)現(xiàn)類似設(shè)計(jì)。
鋰電池過充大致可分為4個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域的特征如下:
I區(qū)
1、電池電壓緩慢上升。鈷酸鋰正極脫鋰超過60%,在負(fù)極側(cè)析出金屬鋰。
2、電池鼓脹,可能是由于電解液在正極側(cè)高壓氧化。
3、溫度基本穩(wěn)定,略有上升。
II區(qū)
1、溫度開始緩慢升高。
2、在80~95%范圍內(nèi),正極阻抗增大,電池內(nèi)阻增加,但在95%有所減小。
3、電池電壓超過5V,達(dá)到最高。
III區(qū)
1、大約在95%,電池溫度開始快速升高。
2、從大約95%開始,直到接近100%,電池電壓稍稍下降。
3、當(dāng)電池內(nèi)部溫度達(dá)到大約100℃,電池電壓急劇下降,可能是溫度升高致電池內(nèi)阻降低所引起的。
IV區(qū)
1、電池內(nèi)部溫度高于135℃,PE隔膜開始融化,電池內(nèi)阻快速升高,電壓達(dá)到上限(~12V),電流降至一個(gè)較低的值。
2、在10-12V之間,電池電壓不穩(wěn)定,電流也有波動(dòng)。
3、電池內(nèi)部溫度快速升高,電池破裂前溫度上升到190-220℃。