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鋰離子電池長時間放置都有什么影響?

鉅大LARGE  |  點擊量:9288次  |  2020年11月20日  

鋰離子電池長時間儲存的應(yīng)用領(lǐng)域比如醫(yī)療、特種及配用電源等,電池具有良好的長期儲存性能就顯得尤為重要。鋰離子電池內(nèi)部是個較為復(fù)雜的電化學(xué)體系,長時間擱置后內(nèi)部的平衡狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,累積到一定程度時,電池往往會發(fā)生以下幾個方面的變化:鈷酸鋰離子電池


1、物理特性


根據(jù)鋰離子電池時間存儲的后的實際證明,電池在物理特性(外觀、尺寸、重量等)會發(fā)生一定的變化,尤其是外觀特性。在存儲環(huán)境的溫度和濕度不佳的場合,這種變化趨勢更為明顯。


在濕度較大的情況下,鋰離子電池長時間放置后,其增重要明顯高于在濕度較低情況下放置的電池。如電池鋼殼部分在濕度較高的情況下易出現(xiàn)銹跡,從而出現(xiàn)質(zhì)量輕微新增的現(xiàn)象。鐵銹不會對電池的內(nèi)部狀態(tài)出現(xiàn)影響,但會直接影響對產(chǎn)品的出貨和可能對與其配套的電子元器件出現(xiàn)負面影響。


2、電化學(xué)特性


鋰離子電池長時間儲存會有一些副反應(yīng),如電解液分解、活性物質(zhì)溶解、鋰沉積等。長時間擱置后,鋰離子電池內(nèi)部的平衡狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,累積到一定程度時,電池會發(fā)生較為明顯的變化,會直接在電池的電化學(xué)特性上得到體現(xiàn)。


1)容量


長期擱置的鋰離子電池容量變化重要體現(xiàn)在兩點:一是電池保有容量的降低,重要由自放電引起;二是不可逆容量的新增,重要取決于電池內(nèi)部化學(xué)體系間的不可逆消耗反應(yīng)。自放電現(xiàn)象在所有鋰離子電池中都是不可防止的。由于自放電而導(dǎo)致的容量損失可分為可逆和不可逆兩類:可逆指的是對鋰離子電池充電時可以恢復(fù)的那部分容量,不可逆損失即是指不能恢復(fù)的容量。關(guān)于電池制造商和電池用戶來說,降低長期放置后的電池容量損失是必須的。


2)內(nèi)阻


電池內(nèi)阻是指正負兩端之間的電阻,是集流體、電極活性物質(zhì)、隔膜、電解液、導(dǎo)電柄、端子的電阻之和。關(guān)于鋰離子電池來說,內(nèi)阻越小,電池放電時所占用的電壓越小,越能輸出更多的能量。但關(guān)于長期存儲的電池來說,電阻往往會隨著存儲時間的新增而升高。超過一定的電阻會引起電池內(nèi)部超過基準(zhǔn)從而報廢或降級,因而需關(guān)注電池長期存貯過程中的電阻變化。


溫度對內(nèi)阻的響較大:25℃時,鋰離子電池保存32天,內(nèi)阻變化為0.57mQ;50℃時,電池保存1個月,內(nèi)阻則新增2.64m;當(dāng)環(huán)境溫度達到75C時,電池電阻變化出現(xiàn)急速變化,擱置同樣的天數(shù),電阻新增值為8.18m,新增幅度為25℃時的14倍。


3)放電特性


長期存貯后鋰離子電池的放電特性呈下降趨勢。長期存儲的電池低溫性能明顯下降。


綜上所述,長期存儲后鋰離子電池的綜合特性呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。為降低長期貯存對電池各方面性能的負面影響,應(yīng)在以下幾方面進行管控:


從沒使用過的新貨:正常情況下鋰離子電池組出廠國標(biāo)帶電量是30%。比如:18650電池組14.8V/2200MAH容量的,出廠電量約為600-700MAH。但鋰離子電池組的電芯自身會放電,也就是我們通常所說的漏電。


電池組的保護板上有很多電子元器件,IC呀、MOS呀、電容呀、電阻呀等它們自身也會不斷的消耗電,再加上電芯自身的自放電(所有的充電電池都有,鋰離子電池、聚合物電池、磷酸鐵鋰離子電池、鎳氫電池都相同)雖然說這些自放電量很小,幾十微安/小時這樣子,在正常的使用過程種幾呼可以略不計,但假如長時間不用,細細算下來也不算小喲,一小時幾十微安,*下來就可能達到1-2豪安。


這樣的話以14.8V/2200MAH的為例來講,出廠30%約600-700MAH的電量一年多也就完完全全漏干了,假如電池組裝在產(chǎn)品上,那么再加上產(chǎn)品上面的一些電子元器件,可能漏得更快,時間也就更短。當(dāng)鋰離子電池組的電量徹底露干了的時候,電芯隔膜紙完全干爛了,電解液徹底為0,就根本無法激活,也就無法充回了。有的客戶可能會講,那你們出廠的時候把電池充滿電不就好很多了嗎,針對這個問題來講確實好了很多,但出廠電量帶滿的話,很不安全,所以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是大家都帶電30%。


使用過:使用到電池組放電放到被保護時,也就是電量基本放完的狀態(tài)(實際上也就只有一點余電的狀態(tài))。而正常使用的情況下,當(dāng)鋰離子電池組放電到保護電壓時,保護板自動關(guān)閉,這時候鋰離子電池組電量接近用完狀態(tài),只是一些余電部分約5%左右,正常情況下用完了都會充,有的時候忙一下子忘記了過了幾天再充也沒有事,基本過了半個月一個月再充,問題也不大。但這種用完了的情況下假如放三,四個月不充電不管它,那差不多就報廢了。


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