锂电池解决过充电问题的方法介绍
来源：宝鄂实业
2019-10-06 23:08
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锂电池过充机理及防止过充的措施（一）
过充是锂电池安全测试中最困难的问题之一，因此有必要了解过充的机理和目前防止过充的措施。
显示了电池过度充电时ncm+lmo/gr系统的电压和温度曲线。在5.4V时，电压达到最大值，然后电压下降，最终导致热失控。三元电池的过充电压和温度曲线与三元电池非常相似。
锂电池的过充电产生热量和气体，包括来自副反应的欧姆热量和热量，其中欧姆热量是主要的。过充引起的电池副作用是过多的锂嵌入到负极中，锂枝晶在负极表面生长（n/p比将影响锂枝晶生长的初始soc）。其次，过量的锂从阴极上脱落，导致阴极结构坍塌，释放出热量和氧气。氧气会加速电解液的分解，电池的内部压力会不断升高。在一定程度上，安全阀打开。活性物质与空气接触进一步产生更多的热量。
研究表明，减少电解液的用量可以显著降低过充热和产气量。此外，研究了没有夹板或安全阀的过充电电池不能正常打开，电池容易爆炸。
轻微的过充电不会导致热失控，但会导致容量下降。结果表明，以ncm/lmo为正极的电池过充后，电池的soc容量在120%以下不会显著衰减，当soc高于130%时，电池的soc容量会显著衰减。
目前，有多种方法解决过充电问题。
1）BMS过充时保护电压通常低于峰值电压。
2）通过材料改性（如材料涂层）提高电池的过充电阻；
3）向电解液中加入抗过氧化添加剂，如氧化还原对；
4）使用压敏膜时，电池过充时，膜电阻明显降低，起分流作用。
5）在矩形铝壳电池中采用OSD和CID设计是目前常用的抗过充电设计。软包装电池不能达到类似的设计。
锂电池过充机理及防止过充措施（2）
介绍了锂钴氧化物电池在过充电过程中电压和温度的变化情况。下图显示了锂钴酸蓄电池的过充电压和温度曲线。水平轴是除去锂的量。负极为石墨，电解液为ec/dmc。电池容量为1.5Ah。充电电流为1.5A，温度为电池内部温度。
锂电池过充大致可分为四个区域，每个区域都具有以下特点：
一区
一。蓄电池电压缓慢上升。锂钴氧化物阴极溶出量大于60%，金属锂沉淀在负极侧。
2.电池胀形可能是由于电解液在正侧的高压氧化造成的。
三。气温基本稳定，略有上升。
II区
一。气温开始缓慢上升。
2.在80-95%范围内，正阻抗增大，内阻增大，但在95%范围内减小。
三。电池电压超过5V，达到最高水平。
三、区域
一。在95%左右，电池的温度开始迅速上升。
2.从大约95%到接近100%，电池电压略有下降。
三。当电池内部温度达到100℃左右时，电池电压急剧下降，这可能是由于温度升高导致电池内阻降低所致。
四区
一。电池内部温度高于135摄氏度，聚乙烯薄膜开始融化，电池内阻迅速增大，电压达到上限（~12V），电流降到较低值。
2.在10到12伏之间，蓄电池电压不稳定，电流波动。
三。电池内部温度迅速上升，在电池发生故障前，温度上升到190-220摄氏度。
四。电池破裂。
三元电池的过充与锂钴氧化物电池相似。目前，我国三元方铝壳电池的过充问题
