業(yè)界一直熱衷于討論電池安全、循環(huán)壽命和電池成組一致性等問題，而有關(guān)鋰離子電池的“拐點(diǎn)”問題似乎并未受到關(guān)注。

談到電動(dòng)汽車，人們首先想到的是其動(dòng)力源載體————鋰離子動(dòng)力電池的成組應(yīng)用問題。業(yè)界一直熱衷于討論電池安全、循環(huán)壽命和電池成組一致性等問題，而有關(guān)鋰離子電池的”拐點(diǎn)”問題似乎并未受到關(guān)注。”拐點(diǎn)”是指動(dòng)力鋰離子電池在充放電前期和85%-95%階段的電量特性曲線的拐點(diǎn)現(xiàn)象。這是電池本身的電化學(xué)特性使然，電池自身溫度、環(huán)境溫度和充放電流等因素都會(huì)影響到拐點(diǎn)的形態(tài)。

磷酸鐵鋰電池充放電拐點(diǎn)現(xiàn)象及產(chǎn)生機(jī)理

一只180Ah磷酸亞鉄鋰動(dòng)力鋰離子電池在室溫下1/3C充放電的電壓曲線如圖1所示。充放電的電壓平臺(tái)都約為3.35V，充電電壓兩個(gè)拐點(diǎn)是3.25V和3.45V;放電電壓兩個(gè)拐點(diǎn)是3.4V和3.1V。

電池電壓在充/放電的初期和末期，都有一段迅速上升期和迅速下降期，關(guān)注重點(diǎn)可放在充/放電末期的拐點(diǎn)現(xiàn)象。

鋰電池的充電過程是鋰離子從正極脫嵌，遷移到負(fù)極并嵌入的過程。當(dāng)正極鋰離子脫嵌到一定數(shù)量后，受John-Teller效應(yīng)影響，鋰離子脫嵌將變得越來越困難，需要更多的能量才能從正極板脫出。外部表現(xiàn)為極化電阻增加，電壓急劇升高。放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫嵌，遷移到正極，并嵌入到正極的晶格中。當(dāng)負(fù)極的鋰離子數(shù)量降低到一定程度時(shí)，電極表面反應(yīng)速度降低，內(nèi)阻急劇增大，造成電池電壓急速下降。

”拐點(diǎn)現(xiàn)象”與鋰離子電池安全

筆者對(duì)國內(nèi)權(quán)威部門出具的檢測報(bào)告進(jìn)行了分析，并依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出拐點(diǎn)后的剩余容量不到電池總?cè)萘康?0%，電池有效工作平臺(tái)在總?cè)萘康?0%以上。實(shí)驗(yàn)證明，充/放電末期的”拐點(diǎn)現(xiàn)象”說明電池已經(jīng)到了容量即將充滿或即將耗盡的末端，繼續(xù)充/放電很容易產(chǎn)生因”電池電壓過充或過放”及”過電流”等災(zāi)難性后果，對(duì)鋰離子電池來說尤其可怕。由于電池長期處于過充或過放的疲勞狀態(tài)，從而產(chǎn)生的鋰枝晶會(huì)刺破電池隔膜造成電池永久性損壞，并易引起電池燃燒或爆炸，這種安全性事故在國內(nèi)屢見不鮮。