分析電動汽車鋰離子電池劣化的原因及影響
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-09 07:58
點(diǎn)擊量：次
鋰離子電池市場越來越大，于是鋰離子電池的劣化分析就被逐漸提上日程，電動汽車鋰離子電池劣化機(jī)理的普遍性與特殊性不同類型的電池，處于不同應(yīng)用環(huán)境的電池，它們的劣化機(jī)理是有同有異的。
電動汽車鋰離子電池劣化的原因
造成鋰電池劣化的主要原因是水和熱。從結(jié)構(gòu)上來說，18650抗水和抗熱性能不強(qiáng)。關(guān)于熱，18650的單元內(nèi)部幾乎沒有空隙，因此散熱性較差。當(dāng)然，特斯拉定會采取一些應(yīng)對措施，但供貨量越大，電池劣化導(dǎo)致重大缺陷和事故的可能性就越大。
簡單地說，電動汽車鋰離子電池的劣化都可以歸因于其內(nèi)部化學(xué)成分的改變。曾經(jīng)也有人懷疑，電池的劣化有一部分的原因是電池的物理損傷，例如極柱松脫等等。然而，這些極端的物理損傷一般會造成的是電池的損壞而不是電池的劣化。
劣化的鋰離子電池，一般都是經(jīng)歷過長時(shí)間的循環(huán)或者高溫存儲，或者其他極限條件，電池內(nèi)的電解液會在該過程中和電極材料不可避免的發(fā)生副反應(yīng)，產(chǎn)生各類氣體；電池經(jīng)歷的過程不同，反應(yīng)體系不同，副反應(yīng)的類型不同，導(dǎo)致最終的產(chǎn)氣類型和其他比例也會不同。
鋰離子電池的劣化程度受到工作環(huán)境、充放電特性等諸多因素的影響，往往并不能達(dá)到供應(yīng)商所號稱的循環(huán)壽命值。太早更換會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，太晚又會影響到系統(tǒng)工作的可靠性。
電動汽車鋰離子電池的充電、放電過程分別對應(yīng)著特定的氧化、還原反應(yīng)，并且這樣的反應(yīng)在充、放電過程中是分別可逆的。而所謂的“副反應(yīng)”，就是指在電池內(nèi)部出現(xiàn)了除了以上正常的氧化、還原反應(yīng)以外的反應(yīng)，這樣的反應(yīng)一般是不可逆的，也是我們所不希望的。
電動汽車鋰離子電池劣化的影響
電動汽車鋰離子電池的劣化都可以歸因于其內(nèi)部化學(xué)成分的改變。曾經(jīng)也有人懷疑，電池的劣化有一部分的原因是電池的物理損傷，例如極柱松脫等等。然而，這些極端的物理損傷一般會造成的是電池的損壞而不是電池的劣化。
隨著電動汽車鋰離子電池的劣化，SEI將會不斷增厚，在劣化的過程之中，電池內(nèi)阻的不一致性將會加劇，而不一致的內(nèi)阻又會造成電池與電池之間內(nèi)部發(fā)熱量的不均，從而引起副反應(yīng)的不均，又進(jìn)一步加劇了內(nèi)阻的不一致性。
磷酸鐵鋰電池在存儲過程中，由于電池發(fā)生自放電，而自放電的氧化產(chǎn)物會堵塞電極材料上的微孔，使鋰的脫離和嵌入更加困難，從而造成內(nèi)阻增大和放電效率降低。這是由于電池類型及其使用方式不同而導(dǎo)致的一種特殊的劣化過程。
