方形电池典型问题和应对方法介绍
来源：宝鄂实业
2021-11-19 19:05
点击量：次
侧面鼓胀问题
锂离子电池在充放电过程中电池的内部存在一定的压力(相关相关经验数据0.3～0.6MPa)，在相同的压力下，受力面积越大，电池壳壁的变形越严重。
引起电池膨胀的紧要原由：化成时形成SEI的过程中出现气体，电池内气压升高，由于方形电池平面结构耐压能力差，因此造成壳体变形；充电时电极材料晶格参数发生变化，造成电极膨胀，电极膨胀力用途于壳体，造成电池壳体变形；
高温贮存时，少量电液分析及由于温度效应气体压力增大，造成电池壳体变形。在以上三个原由中电极膨胀而引起的壳体膨胀是最紧要原由。
方形电池的鼓胀问题是一个通病，特别是大容量方形锂离子电池更为严重，电池鼓胀会造成电池的内阻新增、局部的电液枯竭甚至壳体破碎，严重地影响了电池的安全性及循环寿命。
张超等人给出的办法，利用小结构形式，增强壳体强度；优化排列方式两个角度，处理方形电池鼓胀问题。
增强壳体强度，把原来的平面壳体设计成增强结构，并以向壳体内部打压的方式，探测壳体增强结构设计的效果，按照固定方式的不同（固定长度方向和固定宽度方向），分别探测。
可以分明观察到增强结构的用途。以宽度固定情形为例，在0.3Mpa压力下，有增强结构的变形量为3.2mm，而没有增强结构的壳体变形量达到4.1mm，变形量降低了20%以上。
优化模组中电芯排列方式，研究人员比较了两种排列型式，如下图所示，变形量如下面表格所示。比较发现，排列方式Ⅱ的厚度方向变形量分明小于排列方式Ⅰ。
大型方形电池散热性能变差
随着单体体积的增大，电池内部发热部分距离壳体的距离越来越长，传导的介质、界面越来越多，使得散热变得困难，并且在单体上，热量分布不均的问题越来越分明。
吴伟雄等人进行了一项研究，试验采用3.2V/12Ah的方形锂离子电池，其基数如表1所示。电池充放电设备为新威CT-3001W-50V120ANTF，探测过程中环境温度为31℃，散热方式为空气冷却，用温度巡检仪记录电池的温度变化。
试验步骤：
1)压充电，用12A电流给电池充电至充电截止电压3.65V止电流1.8A；
2)搁置，充电后搁置1小时以使电池稳定；
3)恒流放电，以不同的倍率放电至放电截止电压2V。其中，放电倍率分别按为1C、2C、3C、4C、5C、6C设定。
为不同放电倍率下电池表面的温度变化，可以看到，随着倍率新增，温度也越来越高，各放电倍率对应的电池表面最高温度分别为38.1、48.3、56.7、64.4、72.2、76.9℃。3C倍率放电时，最高温度已超过50℃。6C时温度达到了76.9℃且超过50℃的时间为470s，占到了整个放电过程的三分之二，这有关电池安全继续工作非常不利。
利用相变材料作为导热介质，附着在单体电芯表面，散热效果得到大幅度改善。
声明： 本网站所发布的文章，均来自于互联网，如有侵权，请联系删除。
