电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
锂电池越来越广泛地深入到人们的加工生活当中,这使得它的温度环境成为关注的要点,相对来说,锂离子电池更容易在高温环境下萌生安全问题,因此,非得对锂离子电池进行高温性能的探测,并与其常温探测数据相比较。
探测条件:选择两只比亚迪加工的950mAh063450方型锂离子电池,分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行。
充放电制度设计:适用恒流恒压充电和恒流放电制度。充电终止电压为4.2V,放电终止电压为3.0V。首先以1C即950mA充电至4.2V,再以4.2V恒压充电直至电流达到20mA;然后以950mA恒流放电至3.0V,如此循环充放电300次。
这里截取三个节点:即第50次、150次、300次充放电循环。
一、在前50次循环过程中:
1、25℃下的表现:容量衰减过程略有起伏,但并非线性,50次后的放电容量保持在96.6%;
2、60℃下的表现:容量衰减过程接近于线性,50次后的放电容量保持在95.5%。
这说明,在50次以内较少的循环时,高温循环稳定性略差于常温循环稳定性。但这里有一个很紧要的现象,即锂离子电池在高温条件下放出的电量高于电池的额定容量,这里的原由在于,高温时电解质的黏度降低,从而加快了锂离子的迁移速度,这时,不但放电容量高于额定容量,而且充入的电量更高。
二、在前150次循环过程中:
1、60℃下放出的容量每次都大于25℃时放出的容量;
2、60℃下初始容量为1020mAh,高于额定容量,25℃下初始容量为930mAh,但60℃时容量衰减较快。
三、300次循环后的状态:这时,常温状态下的指标全面优化,在保持较慢的容量衰减速度时,其容量可以保持在800mAh,而60℃时惟有730mAh。此时,60℃下的充放电电压平台越来越低,而常温下几乎不变。
上述容量衰减的表现还可以从锂离子电池充电在不同温度下的电量补充情况进行佐证:在25℃下经过300次循环后,其恒流充电和恒压充电的比例变化不大,但在60℃时,恒流充电所获得的电量补充逐渐减少,而恒压阶段获得的电量显著增加。这是由于电池极化现象引起的。从根本上来说,锂离子电池容量衰退都有电池极化的影响,即锂离子扩散速度跟不上电子的转移速度使得电池正极容纳的锂离子越来越少。在60℃的高温下,这种极化过程进一步加剧,是导致锂离子电池容量衰减的根本原由。
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