锂电池过充机理是什么?有哪些防过充措施?
来源:宝鄂实业
2019-07-17 11:46
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锂电池过充大致可分为4个区域,每个区域的特征如下:
I区
1. 电池电压缓慢上升。钴酸锂正极脱锂超过60%,在负极侧析出金属锂。
2. 电池鼓胀,可能是由于电解液在正极侧高压氧化。
3. 温度基本稳定,略有上升。
II区
1. 温度开始缓慢升高。
2. 在80~95%范围内,正极阻抗增大,电池内阻增加,但在95%有所减小。
3. 电池电压超过5V,达到最高。
III区
1. 大约在95%,电池温度开始快速升高。
2. 从大约95%开始,直到接近100%,电池电压稍稍下降。
3. 当电池内部温度达到大约100℃,电池电压急剧下降,可能是温度升高致电池内阻降低所引起的。
IV区
1. 电池内部温度高于135℃,PE隔膜开始融化,电池内阻快速升高,电压达到上限(~12V),电流降至一个较低的值。
2. 在10-12V之间,电池电压不稳定,电流也有波动。
3. 电池内部温度快速升高,电池破裂前温度上升到190-220℃。
4. 电池破裂。
三元电池过充与钴酸锂电池相似,目前市场上的三元方形铝壳电池过充时,大致控制在进入III区时OSD或CID启动,切断电流,保护电池不再过充。最高充电电压和电池的化学成分与特性有关。锂电池的充电电压通常是4.2V 和 4.35V,而若阴极、阳极材料不同电压值也会有所不同。
1.3 完全充电 (Fully Charged)
当电池电压与最高充电电压差小于100mV,且充电电流降低至C/10,电池可视为完全充电。电池特性不同,完全充电条件也有所不同。
当电池电压等于最高充电电压,且充电电流降低至C/10,电池即视为完全充电。
1.4 最低放电电压 (Mini Discharging Voltage)
最低放电电压可用截止放电电压来定义,通常即是荷电状态为0%时的电压。此电压值不是一固定值,而是随着负载、温度、老化程度或其他而改变。
1.5 完全放电 (Fully Discharge)
当电池电压小于或等于最低放电电压时,可称为完全放电。
1.6 充放电率 (C-Rate)
充放电率是充放电电流相对于电池容量的一种表示。例如,若用1C来放电一小时之后,理想的话,电池就会完全放电。不同充放电率会造成不同的可用容量。通常,充放电率愈大,可用容量愈小。