循环老化对电池安全性能的影响有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-09-03 20:10
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在常温/高温循环老化工况下，电池耐过充电、短路等电滥用的性能变差，主要表现为老化电池在过充电、短路等测试下发生起火、爆炸，未能通过测试，而新电池均能顺利通过上述测试。电池耐电滥用性能下降的主要原因为内阻的上升，导致电池在电滥用下的焦耳产热增加，更容易发生热失控。而研究表明，循环老化衰减前后，电池在针刺、挤压等机械滥用下的安全性能变化不大，表明电池的机械特性基本不随循环老化而发生变化。电池在常温/高温循环老化工况下热稳定性的变化情况与材料体系有关。
部分研究表明，常温/高温循环老化后，电池在绝热热失控测试下的自产热起始温度Tonset和热失控温度TTR均有一定程度的下降，且自产热速率也轻微增加，表明循环老化后的电池在异常的温度冲击下更容易发生自产热和热失控；而也有部分研究表明，常温/高温循环后，电池的自产热速率降低，电池的热稳定性提高。
造成这种区别的原因主要在于负极SEI膜在循环过程中的变化。循环过程中，部分电池的负极表面SEI膜的非稳态成分逐渐转化为稳态成分，SEI膜逐渐变得稳定，可以更好地保护石墨负极，提升了电池的热稳定性；
而部分电池负极表面的SEI膜在循环过程中不断的破裂，重新生成新的不稳定的SEI膜，对石墨负极的保护作用逐渐衰弱，导致石墨负极在更低的温度下就开始与电解液发生反应，电池的热稳定性下降。部分电池在大倍率充电下会出现负极析锂，造成电池热稳定性下降。
在低温循环老化下，电池的安全性能会发生明显的变化，如表1 所示。研究表明，低温循环老化后，电池在绝热热失控测试下的自产热起始温度Tonset 会发生明显的下降，在正常的使用范围内（<50 ℃）便有可能发生自产热，且产热速率明显增加，电池的热稳定性急剧下降。低温循环老化后，电池热稳定性下降的主要原因是负极表面析锂，析出来的锂金属非常活泼，在较低的温度下便可以与电解液发生反应，造成电池自产热起始温度Tonset降低和自产热速率剧增，严重危害电池的安全。
