鉅大LARGE | 點擊量:868次 | 2021年04月13日
有關(guān)電動汽車電池修復(fù)技術(shù)—除硫化哪種方法更適合電瓶修復(fù)呢
修復(fù)電池,除硫化分解。我們驗證過大量的水療方式,或者是實驗室可行?;蛘呤嵌虝r間效果可以,長期效果不佳。自從采用脈沖維修以后,效果甚佳。
電池修復(fù)技術(shù)
我曾經(jīng)把倉庫貯存2年的電池,容量已經(jīng)下降到幾乎為0,電池電壓從零點幾負到2V。這樣的電池經(jīng)過脈沖修復(fù)和過充電修復(fù),容量恢復(fù)到標稱容量的97%。其中有3%的電池不可修復(fù)。
電瓶修復(fù)技術(shù)
經(jīng)過解剖,發(fā)現(xiàn)是鉛枝短路。又經(jīng)過深循環(huán)充放電試驗,其壽命與原來的電池基本一致。所以,還是建議您采用脈沖修復(fù)技術(shù)。特別是密封電池,每次拆開均有不同的損傷,即便暫時修復(fù)可用,對電池的壽命影響極大。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
那么,對電動自行車的電池還是以脈沖修復(fù)為好。另外加富液壺水療法弊端大,危害健康。不支持所謂的教學(xué)害人害己,建議修復(fù)要懂,不要盲目。
鋰離子電池在低溫下的使用存在諸多問題:放電比容量低、放電電壓下降、充不進電、循環(huán)倍率性能差、析鋰問題等。研究發(fā)現(xiàn)制約鋰離子低溫性能的根本原因歸結(jié)為低溫阻礙了鋰離子電池充放電過程中Li+和電子的有效傳輸,無論是電極/電解液界面的電荷轉(zhuǎn)移過程還是Li+在SEI膜、電解液以及電極中的傳輸過程均受到低溫的影響,會新增電池極化,從而導(dǎo)致電池性能變差。具體有以下幾點因素[]:
(1)低溫下電解液粘度增大,甚至部分凝固,導(dǎo)致離子電導(dǎo)率低;
(2)低溫下電解液與電極、隔膜之間相容性變差;
(3)低溫下負極析鋰嚴重、且析出的金屬鋰與電解液反應(yīng),其產(chǎn)物沉淀導(dǎo)致固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)厚度新增;
(4)低溫下鋰離子在活性物質(zhì)內(nèi)部擴散系數(shù)降低,電荷轉(zhuǎn)移阻抗(Rct)顯著增大。
近年來,一些研究者通過不同的測試手段和實驗設(shè)計,將低溫對鋰離子電池的影響分解研究,解析影響低溫性能的重要限制因素。S.S.Zhang等[]對不同溫度下鋰離子電池的交流阻抗進行測試,通過擬合,認為整個電池的阻抗由三部分組成,分別是本體阻抗Rb,固態(tài)電解質(zhì)界面膜阻抗RSEI以及電荷轉(zhuǎn)移阻抗Rct,并考察了20℃~-60℃溫度范圍內(nèi)這三種阻抗隨溫度的變化關(guān)系,結(jié)果如圖2所示,隨著溫度的降低,三種阻抗值都在增大,Rct變化最為明顯,說明其對溫度更敏感,與此同時作者還計算了Rct占整個電池阻抗的比例,當溫度低于-20℃時,Rct/Rcell幾乎接近100%,這說明低溫時,電池的性能重要受限于大幅度升高的電荷轉(zhuǎn)移阻抗Rct。
Huang等[]將電池正極、負極以及電解液各個組份分解開來單獨研究,以求找到影響其低溫放電的重要矛盾,作者發(fā)現(xiàn),在-20℃時,相比于電解液和正極,負極性能衰減最為嚴重,同時發(fā)現(xiàn)Li+從石墨層間脫出較易,嵌入則較難,基于此作者提出限制電池低溫性能的重要因素是低溫下Li+在負極活性材料中的擴散阻抗急劇新增,但是作者并未像文獻[3]中給出具體的阻抗譜以及相應(yīng)的擴散阻抗的擬合數(shù)據(jù)。
綜上所述,可以得出以下結(jié)論:關(guān)于絕大部分體系而言,低溫時電荷傳遞速率和鋰離子擴散速率的下降,是導(dǎo)致鋰離子電池低溫性能欠佳的重要原因,而擴散阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗代表了電極電解液界面法拉第反應(yīng)的速率,即溫度降低使電極電化學(xué)反應(yīng)速率降低,導(dǎo)致了較大的電化學(xué)極化,從而影響電池整體的放電性能。
3電解液、正極材料、負極材料的低溫性能的改善
電解液、正極、負極是鋰離子電池的三大組成部分,從材料的角度改善電池的低溫性能是發(fā)展低溫鋰離子電池的一條最基本的途徑。
3.1電解液低溫性能的改善
電解液在鋰離子電池中承擔著正、負極之間Li+傳輸?shù)挠猛荆潆x子電導(dǎo)率和SEI成膜性能對電池的低溫性能影響顯著。而電解液的性能很大程度上取決于其組成材料:溶劑、鋰鹽和添加劑。目前改善電解液低溫性能的重要途徑為添加共溶劑、發(fā)展新型鋰鹽以及添加添加劑。
關(guān)于傳統(tǒng)溶劑而言,如EC、DMC、DEC等,其凝固點較高,由其組成的電解液的電導(dǎo)率會在低溫條件下急劇下降。因此許多研究者致力于尋找合適的能夠降低電解液凝固點和粘度的共溶劑,以期得到低凝固點、高電導(dǎo)率的電解液。選擇共溶劑時,要綜合考慮其粘度、介電常數(shù)、凝固點等物化參數(shù),常見溶劑的物化參數(shù)如表1所示。從庫倫法則的角度分析,相同條件下介電常數(shù)越大、解離用途越強,鋰鹽的電離程度越大,則離子電導(dǎo)率越高;從離子遷移的角度分析,粘度越大,離子運動速度越慢,則離子電導(dǎo)率越低。從表中可知低凝固點和低粘度的乙酸乙酯(EA)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)等脂肪酯類以及甲苯(tol)、γ-丁內(nèi)酯(γ-BL)均是改善電解液低溫性能的備選共溶劑。
不同的電解質(zhì)鋰鹽直接影響電解液的離子電導(dǎo)率和SEI性能。六氟磷酸鋰(LiPF6)是目前使用最廣泛的商品化鋰鹽,但LiPF6易水解、熱穩(wěn)定性差,且只有在有EC的電解液中能夠形成有效的SEI膜,而EC的高凝固點(37℃)不能滿足低溫電解液的要求,故低溫用電解液中一般不適用LiPF6作鋰鹽。[1]目前低溫鋰鹽體系重要為硼酸鹽:四氟硼酸鋰(LiBF4),雙草酸硼酸鋰(LiBOB)以及二者的結(jié)合體二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)。另外離子液體作為一種新興電解質(zhì),因為其具有較寬的電化學(xué)窗口、高安全性以及-81℃~280℃的寬溫度范圍[],也被應(yīng)用于低溫電池中。