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鋰離子電池充電與過充電知識講解

鉅大LARGE  |  點擊量:1712次  |  2020年11月26日  

一、充電


目前鋰離子電池充電重要是限壓限流法,初期恒流(CC)充電,電池接受能力最強。重要為吸熱反應,但溫度過低時,材料活性降低,可能提前進入恒流階段,因此在北方冬天低溫時。


充電前把電池預熱可以改善充電效果,隨著充電過程不斷進行,極化用途加強,溫升加劇,伴隨析氣,電極過電位增高,電壓上升。


當荷電達到約70~80%時,電壓達到最高充電限制電壓,轉(zhuǎn)入恒壓(CV)階段。理論上并不存在客觀的過充電壓閾值,若理解為析氣、升溫就意味著過充。


則在恒流階段末期總是發(fā)生不同程度的過充,溫升達到40~50攝氏度,殼體形變?nèi)菀赘袦y,部分逸出氣體還可以復合,另一些就作為不可逆反應的結果。


損失了容量,這可以看作電流強度超出電池接受能力。在恒壓階段,有稱涓流充電,大約花費30%的時間充入10%的電量,電流強度減小,析氣、溫升不再新增,并反方向變化。


二、過充電


上述過程考慮電池組總電壓或平均電壓控制,其實總有單體電壓較高者,相對組內(nèi)其它電池已經(jīng)進入過充電階段。


過充電時,若在恒流階段發(fā)生,由于電流強度大,電壓、溫升、內(nèi)壓持續(xù)升高,以4V鋰為例,電壓達到4.5V時,溫升40度、塑料殼體變硬,4.6V時溫升可達60度、殼體形變明顯并不可恢復。


若繼續(xù)過充,氣閥打開、溫升繼續(xù)升高、不可逆反應加劇。恒壓階段,電流強度較小,過充癥狀不如恒流階段顯著。只要溫升、內(nèi)壓過高,就伴隨副反應,電池容量就會減少。


而副反應具有慣性,發(fā)展到一定程度,可能在充電中也可能在充電結束后的短時間里使電池內(nèi)部物質(zhì)燃燒,導致電池報廢。過充電加速電池容量衰減、導致電池失效,百害無一利。


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