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為何磷酸鐵鋰離子電池包壽命衰減

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:896次  |  2020年10月16日  

1、鋰離子電池包內(nèi)阻,尤其是極化內(nèi)阻的不一致,使得個(gè)別電池在充放電過程中電壓變化劇烈,從而導(dǎo)致整個(gè)電池組的變化劇烈;


2、單體超薄電池電壓的不一致,將影響電池組的調(diào)峰能力,使得整體鋰離子電池組放出的能量降低;


3、由于超薄電池工作中有放熱和吸熱過程,電池溫度會(huì)不斷變化,當(dāng)過熱時(shí),會(huì)帶來性能下降和安全隱患,事實(shí)證明,近年發(fā)生的電動(dòng)汽車運(yùn)營和測試起火的導(dǎo)火索都是因?yàn)檫^溫保護(hù)不到位引起電池發(fā)熱起火的,電池類型不但有錳酸鋰,磷酸鐵鋰離子電池包也是如此;


4、容量是離散性中最嚴(yán)重的因素,容量不一致重要引起兩個(gè)方面的性能問題,一是部分磷酸鐵鋰離子電池包會(huì)處于過充過放狀態(tài),導(dǎo)致燃燒、爆炸等不安全因素,二是低容量單體電池因?yàn)樘嵩缃Y(jié)束工作,影響到整個(gè)超薄電池組中其他單體電池的能量不能完全釋放,從而引起整個(gè)鋰離子電池組的壽命衰減。


5、電解液的氧化分解與界面反應(yīng)


電解液的性質(zhì)顯著影響鋰離子電池的比容量、壽命、倍率充放電性能、工作溫度范圍以及安全性能等。電解液重要包括溶劑、電解質(zhì)和添加劑三個(gè)部分。溶劑的分解、電解質(zhì)的分解都會(huì)導(dǎo)致電池容量的損失。


6、溫度絕對是影響鋰離子電池包壽命的關(guān)鍵因素之一,過高的溫度或過低的溫度都會(huì)造成活性鋰離子含量的降低,從而減少鋰離子電池壽命。


造成磷酸鐵鋰離子電池包壽命衰降的重要因素是在循環(huán)的過程中由于SEI膜重構(gòu)和生長造成的Li消耗。


NeelimaPaul利用中子衍射的方法對循環(huán)1C循環(huán)4750次后和23℃狀態(tài)下存儲(chǔ)2年(20%SoC)的電池進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),即便是鋰離子電池包完全放電后(正極處于嵌鋰狀態(tài),負(fù)極處于脫鋰狀態(tài)),但是在正極的衍射峰中仍然觀察到了相當(dāng)比例的FePO4,在循環(huán)4750次的電池中LFP:FP的比例為67:33,在存儲(chǔ)2年的電池中LFP:FP比例為75:25,而負(fù)極的衍射峰中沒有觀察到LiC6的衍射峰。


這一結(jié)果顯示磷酸鐵鋰離子電池包在循環(huán)和存儲(chǔ)過程中有相當(dāng)比例的Li+憑空消失了,同時(shí)也表明在循環(huán)過程中正負(fù)極活性物質(zhì)都能夠參與到充放電反應(yīng)中,并沒有發(fā)生活性物質(zhì)的損失,因此造成磷酸鐵鋰離子電池包衰降的重要原因就是循環(huán)過程中的Li損失。


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