關(guān)于鋰離子電池自放電的原因以及過(guò)放電現(xiàn)象的研究

在生活中，你可能接觸過(guò)各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的鋰離子電池，那么接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)鋰離子電池。

鋰離子電池自放電現(xiàn)象的研究

自放電是一種現(xiàn)象，其中電池的容量在存儲(chǔ)過(guò)程中自然會(huì)丟失，通常表現(xiàn)為經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的存儲(chǔ)后開(kāi)路電壓下降。鋰離子電池的自放電根據(jù)反應(yīng)類型可分為物理自放電和化學(xué)自放電。根據(jù)自放電對(duì)電池的影響，一些客戶將自放電分為兩類：可逆補(bǔ)償容量損失的自放電和不可逆補(bǔ)償容量損失的自放電。通常，由物理自放電引起的容量損失是可逆的。化學(xué)自放電引起的容量損失是不可逆的。

鋰離子電池由于其無(wú)污染，比能量高和循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)而被廣泛用于各種儀器和電動(dòng)汽車中作為能源系統(tǒng)。鋰離子電池自放電的存在不僅造成電池本身能量的損失，而且電池之間自放電的不一致也會(huì)縮短鋰離子電池組的使用壽命，快速的容量退化將導(dǎo)致電池管理系統(tǒng)(BMS)預(yù)測(cè)具有較大誤差的電池充電狀態(tài)(SOC)，并且電動(dòng)汽車的控制策略將失敗。導(dǎo)致電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的過(guò)放電。

鋰離子電池自放電的原因

1.可逆容量損失的原因：可逆容量損失的原因是發(fā)生可逆放電反應(yīng)，其原理與電池的正常放電反應(yīng)相同。區(qū)別在于正常的放電電子路徑是外部電路，反應(yīng)速度非常快。自放電電子路徑是電解質(zhì)，反應(yīng)速度很慢。

2.不可逆容量損失的原因：當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生不可逆反應(yīng)時(shí)，導(dǎo)致的容量損失就是不可逆容量損失。發(fā)生的不可逆反應(yīng)的類型主要包括：正極與電解質(zhì)之間的不可逆反應(yīng)，負(fù)極材料與電解質(zhì)之間的不可逆反應(yīng)，電解質(zhì)本身中的雜質(zhì)引起的不可逆反應(yīng)以及微短路。在生產(chǎn)過(guò)程中由雜質(zhì)引起的電路不可逆的反應(yīng)。

自放電率是衡量鋰離子電池壽命的重要參數(shù)，自放電過(guò)程發(fā)生在電池內(nèi)部，并且與電池材料和過(guò)程有關(guān)，并隨環(huán)境溫度，存儲(chǔ)時(shí)間，和充電狀態(tài)?？焖贆z測(cè)鋰離子電池的自放電可縮短自放電參數(shù)測(cè)量的時(shí)間，并提高其準(zhǔn)確性。自放電檢測(cè)可以應(yīng)用于電池組合技術(shù)，為電池稠度研究和實(shí)際應(yīng)用中的分類理論理論提供新思路，進(jìn)而提高鋰離子電池的性能。

鋰離子電池過(guò)放電現(xiàn)象的研究

電池將內(nèi)部存儲(chǔ)的電量放電后，電壓達(dá)到一定值后繼續(xù)放電會(huì)導(dǎo)致過(guò)放電，通常根據(jù)放電電流確定放電截止電壓。電池的過(guò)度放電可能給電池帶來(lái)災(zāi)難性的后果，特別是大電流的過(guò)度放電或反復(fù)的過(guò)度放電會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生更大的影響。一般來(lái)說(shuō)，過(guò)放電會(huì)增加電池的內(nèi)部壓力，而正極和負(fù)極活性物質(zhì)是可逆的。即使損壞，即使充電，也只能部分恢復(fù)容量，并且衰減會(huì)很大。

為了確保放電后石墨層中殘留一些鋰離子，必須嚴(yán)格限制最小放電終止電壓，這意味著鋰離子電池不能過(guò)放電。最終放電電壓通常為3.0V / cell，最小值不應(yīng)低于2.5V / cell。電池放電時(shí)間的長(zhǎng)短與電池容量和放電電流有關(guān)。電池放電時(shí)間(小時(shí))=電池容量/放電電流;鋰離子電池的放電電流不應(yīng)超過(guò)電池容量的3倍，否則會(huì)損壞電池。

鋰離子電池過(guò)放電的影響

1.電池標(biāo)準(zhǔn)中指定的端子電壓值是電池連續(xù)放電時(shí)達(dá)到的電壓值;但是，實(shí)際使用過(guò)程中大多是間歇放電，因此即使放電達(dá)到規(guī)定的端子電壓值，也會(huì)經(jīng)常發(fā)生過(guò)放電。

2.電池放電至終止電壓后，靜置幾分鐘至半小時(shí)，電池電壓將自動(dòng)升高。這使用戶誤以為電池仍然可以繼續(xù)放電，從而導(dǎo)致電池過(guò)放電。

3.電池定期充電和放電。盡管與以前相比可以增加電池容量，但是連續(xù)的過(guò)度深放電不僅將無(wú)法進(jìn)一步激活未參與反應(yīng)的活性物質(zhì)，而且還將產(chǎn)生積極的影響。柵極腐蝕以及部分α-PbO2轉(zhuǎn)化為β-PbO2不可避免地會(huì)縮短電池的循環(huán)壽命。放電深度越深，電池容量下降越快，過(guò)度放電和定期處理的副作用越明顯，并且電池的循環(huán)壽命越短。

相信通過(guò)閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)鋰離子電池有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過(guò)程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。