你知道循環(huán)老化與儲存老化對電池安全性能的影響嗎？

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如電池。在不同的老化途徑下，電池的老化衰減機理和外特性表現(xiàn)不盡相同，引起的安全性能變化也不相同。老化衰減途徑可分為循環(huán)老化和儲存老化兩種。

循環(huán)老化對電池安全性能的影響

在正常溫度/高溫循環(huán)下，電池對諸如過度充電和短路之類的電濫用的抵抗力會變差。重要的表現(xiàn)是，老化的電池在過充電和短路的測試下著火并爆炸，并且未能通過測試，而新電池All都能成功通過上述測試。電池對電濫用的抵抗力降低的重要原因是內(nèi)阻的增加，這導(dǎo)致在電濫用情況下電池產(chǎn)生的焦耳熱增加，并且更容易發(fā)生熱失控。研究表明，電池在針刺和擠壓等機械濫用下的安全性能在循環(huán)老化衰減前后沒有太大變化，這表明電池的機械性能基本上不會隨著循環(huán)老化而變化。

電池在常溫/高溫循環(huán)和舊化學(xué)條件下的熱穩(wěn)定性變化與材料體系有關(guān)。有研究表明，在室溫/高溫循環(huán)老化后，絕熱熱失控測試下電池的自生熱起始溫度Tonset和熱失控溫度TTR都有一定程度的降低，自生熱速率也為略有增加，表明循環(huán)老化電池在異常溫度沖擊下更容易自發(fā)熱和熱失控;并且一些研究表明，在常溫/高溫循環(huán)之后，電池的自加熱速率降低，并且電池的熱穩(wěn)定性得到改善。造成這種差異的主要原因是在循環(huán)過程中SEI底片的變化。

在循環(huán)過程中，一些電池負極表面上SEI膜的不穩(wěn)定成分逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)成分，并且SEI膜逐漸變得穩(wěn)定，可以更好地保護石墨負極并改善散熱性。電池的穩(wěn)定性;在循環(huán)過程中，表面上的SEI膜會不斷破裂，從而產(chǎn)生新的不穩(wěn)定SEI膜，并且石墨負極的保護作用逐漸減弱，從而導(dǎo)致石墨負極開始與電池反應(yīng)。較低溫度下的電解液。熱穩(wěn)定性降低。在高速充電下，部分電池會在負極中析出鋰，這將導(dǎo)致電池的熱穩(wěn)定性降低。

在低溫循環(huán)老化下，電池的安全性能將發(fā)生顯著變化。研究表明，在低溫循環(huán)老化之后，絕熱熱失控測試下電池的自生熱起始溫度Tonset將顯著降低，并且在正常使用范圍內(nèi)(<50°C)可能會發(fā)生自生熱。 并且會產(chǎn)生電池。發(fā)熱率會大大提高，并且電池的熱穩(wěn)定性會急劇下降。在低溫循環(huán)老化之后，電池?zé)岱€(wěn)定性劣化的重要原因是鋰在負極表面上的沉淀。析出的鋰金屬非?；顫?，可以在較低的溫度下與電解液反應(yīng)，從而導(dǎo)致電池的自生熱起始溫度Tonset降低和迅速增加自生熱率，嚴重危害電池的安全性。

儲存老化對電池安全性能的影響

關(guān)于室溫/高溫下電池的儲存和老化，研究表明，在絕熱失控測試中，老化和老化的電池新增加了自生熱起始溫度Tonset，自生熱速率為降低到一定程度，并產(chǎn)生自熱隨著儲存時間的增加，初始溫度Tonset的升高和自熱速率的降低變得更加明顯，表明電池在使用后的耐熱濫用性能存儲老化已得到改善。

儲存老化后電池?zé)岱€(wěn)定性的改善主要歸因于負極表面上SEI膜的逐漸穩(wěn)定性。在儲存條件下，負極的SEI膜不會破裂和再生，不穩(wěn)定成分會長時間儲存。介質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)成分，SEI膜的穩(wěn)定性得到改善，可以更好地保護石墨負極并提高電池的熱穩(wěn)定性。但是，在電池的儲存和老化過程中可能會出現(xiàn)氣體，這可能導(dǎo)致電池膨脹并影響電池的安全性。在類似于循環(huán)老化的過度充電和短路之類的電濫用情況下，由于內(nèi)部電阻的增加，電池的焦耳熱會增加，導(dǎo)致電池在儲存和老化后的抗電濫用能力下降。

在研究設(shè)計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。