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电池博客

如何提高充电速度又不影响锂电池的寿命?

来源:宝鄂实业    2019-09-27 11:41    点击量:
锂电池充电过程中,在充电电流作用下,正极板上的硫酸铅PbSO4逐渐变成二氧化铅PbO2,负极板上的硫酸铅逐渐变成海绵状铅Pb。

如果尢电电流远远超过
锂电池可按受的电流,极板上的活性物质由硫酸铅PbSO4变成二氧化铅PbO2和铅Pb时,体积收缩太快,影响活性物质的强度,同时,充电电流过大,锂电池内将产生大量的气泡,这些气泡猛烈地撞击极板,可能使极板上的活性物质脱落,严重地影响锂电池的寿命。如果充电电流远远小于锂电池可接受的电流,锂电池充电时间就很长,并且极板深处的活性物质不能参加化学反应,造成锂电池长期充电不足,从而使锂电池额定容量减小,使用寿命缩短。


因此,为了既提高充电速度又不影响锂电池的寿命,必须使充电电流接近锂电池可接受的电流。


充电过程中,外电源不断从锂电池的正极板取得电子并输送到负极板上。与此同时,正负极板上的活性物质与电解液发生电化学反应,正极板表面失去的电子由二价的铅正离子Pb+不断放出的电子来补充,负极板上得到的电子与二价的铅正离子Pb2+结合生成金属铅Pb。但是,由于电化学反应的速度远远低于电子运动的速度,所以,负极板表面的负电荷逐渐增加,而在正极板表面,则电子逐渐减少,正电荷逐渐增加。因而正负极板上均形成电荷积累。锂电池的正负极板可以构成一个电容器,电容器的端电压与极板上的电荷量有关,即V=Q/C,对于给定的锂电池来说,电容量c是确定的,所以极板上积累的电荷Q越多,等效电容器两端的电压(即锂电池的端电压)越高。这种由于电化学反应速疫小于电子运动速度而造成的锂电池端电压升高的观象称为电化学极化。
电化学极化电压与锂电池的充电电流关系很大。允电电流越大,正负极板上积累的电荷越多,因而电化学极化电压越高。充电停止后,正负极板上积累的电荷逐渐消失,电化学极化也逐渐消失。
在放电过程中,锂电池正负极板上原来积累的电荷将迅速减少,因而锂电池内电化学极化电压也迅速降低。
从以上分析可以看出,在锂电池充电过程中,适时地暂停充电或者适当地加入放电脉冲,就可以有效地消除电化学极化,从而提高充电速度。