關(guān)于鋰離子電池化學(xué)解析,制作工藝,使用和維護(hù)原理詳解!
化學(xué)解析/鋰離子電池
概述
和所有化學(xué)電池一樣,鋰離子電池也由三個部分組成:正極、負(fù)極和電解質(zhì)。電極材料都是鋰離子可以嵌入(插入)/脫嵌(脫插)的。
正極
正極材料:如上文所述,可選的正極材料很多,主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照:
正極反應(yīng):放電時鋰離子嵌入,充電時鋰離子脫嵌。充電時:LiFePO4→ Li1-xFePO4 + xLi + xe 放電時:Li1-xFePO4+ xLi + xe →LiFePO4
負(fù)極
負(fù)極材料:多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。 負(fù)極反應(yīng):充電時鋰離子脫插,放電時鋰離子插入。放電時:xLi + xe + 6C →LixC6 充電時:LixC6 → xLi + xe + 6C
大體分為以下幾種:
第一種是碳負(fù)極材料:實際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。
第二種是錫基負(fù)極材料:錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第三種是含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料,沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第四種是合金類負(fù)極材料:包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ,沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第五種是納米級負(fù)極材料:納米碳管、納米合金材料。
第六種納米材料是納米氧化物材料:根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動向,諸多公司已經(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨,錫氧化物,納米碳管里面,極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。
電解質(zhì)溶液
溶質(zhì):常采用鋰鹽,如高氯酸鋰(LiClO4)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)。溶劑:由于電池的工作電壓遠(yuǎn)高于水的分解電壓,因此鋰離子電池常采用有機(jī)溶劑,如乙醚、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯等。有機(jī)溶劑常常在充電時破壞石墨的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其剝脫,并在其表面形成固體電解質(zhì)膜(solid electrolyte interphase,SEI)導(dǎo)致電極鈍化。有機(jī)溶劑還帶來易燃、易爆等安全性問題。
導(dǎo)電涂層
電池涂碳鋁箔(導(dǎo)電涂層)
涂碳鋁箔在鋰離子電池應(yīng)用中的優(yōu)勢
1、抑制電池極化,減少熱效應(yīng),提高倍率性能;
2、降低電池內(nèi)阻,并明顯降低了循環(huán)過程的動態(tài)內(nèi)阻增幅;
3、提高一致性,增加電池的循環(huán)壽命;
4、提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力,降低極片制造成本;
5、保護(hù)集流體不被電解液腐蝕;
6、改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。
導(dǎo)電涂層
利用功能涂層對電池導(dǎo)電基材進(jìn)行表面處理是一項突破性的技術(shù)創(chuàng)新,覆碳鋁箔/銅箔就是將分散好的納米導(dǎo)電石墨和碳包覆粒,均勻、細(xì)膩地涂覆在鋁箔/銅箔上。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能,收集活性物質(zhì)的微電流,從而可以大幅度降低正/負(fù)極材料和集流之間的接觸電阻,并能提高兩者之間的附著能力,可減少粘結(jié)劑的使用量,進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。 涂層分水性(水劑體系)和油性(有機(jī)溶劑體系)兩種類型。
性能差異
涂碳鋁箔/銅箔的性能優(yōu)勢
1.顯著提高電池組使用一致性,大幅降低電池組成本。如:
明顯降低電芯動態(tài)內(nèi)阻增幅 ;
提高電池組的壓差一致性 ;
延長電池組壽命 ;
大幅降低電池組成本。
2.提高活性材料和集流體的粘接附著力,降低極片制造成本。如:
改善使用水性體系的正極材料和集電極的附著力;
改善納米級或亞微米級的正極材料和集電極的附著力;
改善鈦酸鋰或其他高容量負(fù)極材料和集電極的附著力;
提高極片制成合格率,降低極片制造成本。
涂碳鋁箔與光箔的電池極片粘附力測試圖
使用涂碳鋁箔后極片粘附力由原來10gf提高到60gf(用3M膠帶或百格刀法),粘附力顯著提高。
3.減小極化,提高倍率和克容量,提升電池性能。如:
部分降低活性材料中粘接劑的比例,提高克容量;
改善活性物質(zhì)和集流體之間的電接觸;
減少極化,提高功率性能。
不同鋁箔的電池倍率性能圖
其中C-AL為涂碳鋁箔,E-AL為蝕刻鋁箔,U-AL為光鋁箔
4.保護(hù)集流體,延長電池使用壽命。如:
防止集流極腐蝕、氧化;
提高集流極表面張力,增強(qiáng)集流極的易涂覆性能;
可替代成本較高的蝕刻箔或用更薄的箔材替代原有的標(biāo)準(zhǔn)箔材。
不同鋁箔的電池循環(huán)曲線圖(200周)
其中(1)為光鋁箔,(2)為蝕刻鋁箔,(3)為涂碳鋁箔
制作工藝/鋰離子電池
鋰電池的正極材料有鈷酸鋰LiCoO2 、三元材料Ni+Mn+Co、錳酸鋰LiMn2O4加導(dǎo)電劑和粘合劑,涂在鋁箔上形成正極,負(fù)極是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上,比較先進(jìn)的負(fù)極層狀石墨顆粒已采用納米碳。
1、制漿:用專門的溶劑和粘結(jié)劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合,經(jīng)攪拌均勻后,制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。
2、涂膜:通過自動涂布機(jī)將正負(fù)極漿料分別均勻地涂覆在金屬箔表面,經(jīng)自動烘干后自動剪切制成正負(fù)極極片。
3、裝配:按正極片—隔膜—負(fù)極片—隔膜自上而下的順序經(jīng)卷繞注入電解液、封口、正負(fù)極耳焊接等工藝過程,即完成電池的裝配過程,制成成品電池。
4、化成:將成品電池放置測試柜進(jìn)行充放電測試,篩選出合格的成品電池,待出廠 。
使用維護(hù)/鋰離子電池
注意事項
避免在嚴(yán)酷條件下使用,如:高溫、高濕度、夏日陽光下長時間暴曬等,避免將電池投入火中。
拆電池時,應(yīng)確保用電器具處于電源關(guān)閉狀態(tài);使用溫度應(yīng)保持在-20~50℃之間。
避免將電池長時間“存放”在停止使用的用電器具中。
使用方法
1、如何為新電池充電,
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是,電池放置一段時間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。
對于鋰電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反復(fù)做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過12個小時的超長充電(充電器顯示充滿即可)。
此外,鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說,如果你的鋰電池在充滿后,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外,不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電,過放電對鋰電池同樣也很不利。
2.正常使用中應(yīng)該何時開始充電
經(jīng)??梢砸姷竭@種說法,因為充放電的次數(shù)是有限的,所以應(yīng)該將手機(jī)電池的電盡可能用光再充電,其實鋰電池的壽命與這無關(guān)。下面可以舉例一個關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表,關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下:
循環(huán)壽命(50%DOD):>1000次
循環(huán)壽命 (100%DOD):>500次
其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見,可充電次數(shù)和放電深度有關(guān),10%DOD時的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當(dāng)然如果折合到實際充電的相對總?cè)萘浚?0%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放電還是要比較好一些,但前面網(wǎng)友的那個說法要做一些修正:在正常情況下,你應(yīng)該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電,但假如你的電池在你預(yù)計第2天不可能堅持整個白天的時候,就應(yīng)該及時開始充電,當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。
電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長充電一樣流傳甚廣的一個說法,就是“盡量把電池的電量用完”。這種做法其實只是鎳電池上的做法,目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生,不幸的是它也在鋰電池上流傳。曾經(jīng)有人因為手機(jī)電池電量過低的警告出現(xiàn)后,仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動關(guān)機(jī)的例子。結(jié)果這個例子中的手機(jī)在后來的充電及開機(jī)中均無反應(yīng),不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導(dǎo)致電壓過低,以至于不具備正常的充電和開機(jī)條件造成的。
手機(jī)鋰離子電池不要充得太滿也不要用到?jīng)]電,電池沒用完電就充電,不會對電池造成傷害,充電以2-3小時以內(nèi)為宜,不一定非要充滿。但應(yīng)該每隔3--4個月左右,對鋰電池進(jìn)行1--2次完全的充滿電(正常充電時間)和放完電。
長期不用的鋰電池,應(yīng)該存放在陰涼偏干燥的地方,以半電狀態(tài)(滿電電量的70--80%,假如你的手機(jī)滿電時顯示4格,那么3格即可)最好,滿電存放有危險且電池會有損害,無電存放電池會被破壞。每隔3--6個月,檢查一次是否要補(bǔ)充電。
鋰離子電池按電解液分可以分成液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池,聚合物鋰離子電池的電解液是膠體,不會流動,所以不存在泄漏問題,更加安全。
鋰電池的保存
鋰原電池自放電很低,可保存3年之久,在冷藏的條件下保存,效果會更好。將鋰原電池存放在低溫的地方,不失是一個好方法。
鋰離子電池在20℃下可儲存半年以上,這是由于它的自放電率很低,而且大部分容量可以恢復(fù)。
鋰電池存在的自放電現(xiàn)象,如果電池電壓在3.6V以下長時間保存,會導(dǎo)致電池過放電而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少電池壽命。因此長期保存的鋰電池應(yīng)當(dāng)每3~6個月補(bǔ)電一次,即充電到電壓為3.8~3.9V(鋰電池最佳儲存電壓為3.85V左右)為宜,不宜充滿。
鋰電池的應(yīng)用溫度范圍很廣,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量會降低很多,如果回到室溫的條件下,容量又可以恢復(fù)。
注意事項
鋰原電池:
與鋰離子電池不同,它不能充電,充電十分危險。其他注意事項,與鋰離子電池相當(dāng)。
保養(yǎng)須知
充電時不得高于最大充電電壓,放電時不得低于最小工作電壓。
無論任何時間鋰離子電池都必須保持最小工作電壓以上, 低電壓的過放或自放電反應(yīng)會導(dǎo)致鋰離子活性物質(zhì)分解破壞,并不一定可以還原。
鋰離子電池任何形式的過充都會導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞,甚至爆炸。鋰離子電池在充電過程必需避免對電池產(chǎn)生過充。
不要經(jīng)常深放電、深充電。不過,每經(jīng)歷約30個充電周期后,電量檢測芯片會自動執(zhí)行一次深放電、深充電,以準(zhǔn)確評估電池的狀態(tài)。
避免高溫,輕則縮短壽命,嚴(yán)重者可引發(fā)爆炸。如有條件可儲存于冰箱。筆記本電腦如果正在使用交流電,請拔除鋰離子電池條,以免受到電腦產(chǎn)熱的影響。
避免凍結(jié),但多數(shù)鋰離子電池電解質(zhì)溶液的冰點(diǎn)在-40℃,不容易凍結(jié)。
如果長期不用,請以40%~60%的充電量儲存。電量過低時,可能因自放電導(dǎo)致過放。
由于鋰離子電池不使用時也會自然衰老,因此,購買時應(yīng)根據(jù)實際需要量選購,不宜過多購入 。
使用和維護(hù)/鋰離子電池
概述
掌握鋰離子電池的使用和維護(hù)技術(shù),可以延長鋰離子電池的使用壽命和保持電池的優(yōu)越性能。
鋰離子電池放電
放電終止電壓:鋰離子電池的額定電壓為3.6V(有的產(chǎn)品為3.7V),終止放電電壓為2.5-2.75V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同)。電池的放電終止電壓不應(yīng)小于2.5(n是串聯(lián)的電池數(shù)),低于終止放電電壓繼續(xù)放電稱為過放,過放會使電池壽命縮短,嚴(yán)重時會導(dǎo)致電池失效。電池不用時,應(yīng)將電池充電到保有20%的電容量,再進(jìn)行防潮包裝保存,3~6個月檢測電壓1次,并進(jìn)行充電,保證電池電壓在安全電壓值(3V以上)范圍內(nèi)。
放電電流:鋰離子電池不適合用作大電流放電,過大電流放電時內(nèi)部會產(chǎn)生較高的溫度而損耗能量,減少放電時間,若電池中無保護(hù)元件還會產(chǎn)生過熱而損壞電池。因此電池生產(chǎn)工廠給出最大放電電流,在使用中不能超過產(chǎn)品特性表中給出的最大放電電流。
放電溫度:不同溫度下的放電曲線是不同的。在不同溫度下,鋰離子電池的放電電壓及放電時間也不同,電池應(yīng)在-20℃到+60℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行放電(工作)。
鋰離子電池充電
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是,電池放置一段時間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。
對鋰離子電池充電,應(yīng)使用專用的鋰離子電池充電器。鋰離子電池充電采用 “恒流/恒壓”方式,先恒流充電,到接近終止電壓時改為恒壓充電。如一種800mA.h容量的電池,其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA(充電率為1C)恒流充電,開始時電池電壓以較大的斜率上升,當(dāng)電池電壓接近4.2V時,改成4.2V恒壓充電,鋰電池電流漸降,電壓變化不大,到充電電流降為1/10C(約80mA)時,認(rèn)為接近充滿,可以終止充電(有的充電器到10C后啟動定時器,過一定時間后結(jié)束充電)。不能用充鎳鎘電池的充電器(充三節(jié)鎳鎘電池的)來充鋰離子電池(雖然額定電壓一樣,都是3.6V),由于充電方式不同,容易造成過充。
充電電壓:充滿電時的終止充電電壓與電池負(fù)極材料有關(guān),焦炭為4.1V,而石墨為4.2V,一般稱為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池。在充電時應(yīng)注意4.1V的電池不能用4.2V的充電器充電,否則會有過充危險(4.1V與4.2V的充電器所用的充電器IC不同)。鋰離子電池對充電的要求是很高的,它要求精密的充電電路以保證充電的安全。終止充電電壓精度允差為額定值的±1%(例如,充4.2V的鋰離子電池,其允差為±0.042V),過壓充電會造成鋰離子電池永久性損壞。
充電電流:鋰離子電池充電電流應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠的建議,并要求有限流電路以免發(fā)生過流(過熱)。一般常用的充電率為0.25~1C,推薦的充電電流為0.5C(C是電池的容量,如標(biāo)稱容量1500mA.h的電池,充電電流0.5*1500=750mA)。在大電流充電時往往要檢測電池溫度,以防止因過熱而損壞電池或產(chǎn)生爆炸。
充電溫度:對電池充電時,其環(huán)境溫度不能超過產(chǎn)品特性表中所列的溫度范圍。電池應(yīng)在0~45℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行充電,遠(yuǎn)離高溫(高于60℃)和低溫(-20℃)環(huán)境。
鋰離子電池在充電或放電過程中若發(fā)生過充、過放或過流時,會造成電池的損壞或降低使用壽命。為此開發(fā)出各種保護(hù)元件及由保護(hù)IC組成的保護(hù)電路,它安裝在電池或電池組中,使電池獲得完善的保護(hù)。但是在使用中應(yīng)盡可能防止過充電及過放電。例如,手機(jī)電池在充電過程中,快充滿時應(yīng)及時與充電器進(jìn)行分離。放電深度淺時,循環(huán)壽命會明顯提高。因此在使用時,不要等到手機(jī)上出現(xiàn)電池不足的信號時才去充電,更不要在出現(xiàn)此信號時繼續(xù)使用,盡管出現(xiàn)此信號時還有一部分殘余容量可供使用。
貯存和運(yùn)輸
鋰離子電池可貯存在溫度為-5~35℃,相對濕度不大于75%的清潔、干燥、通風(fēng)的環(huán)境中,應(yīng)避免與腐蝕性物質(zhì)接觸,遠(yuǎn)離火源及熱源,不要置于陽光直射的地方,不能隨意拆卸電池。電池若長期貯存,電池電量應(yīng)保持標(biāo)稱容量的30%~50%,推薦貯存的電池每6個月充電一次。
電池應(yīng)包裝成箱進(jìn)行運(yùn)輸,在運(yùn)輸過程中應(yīng)防止劇烈振動、撞擊或擠壓,防止日曬雨淋,可使用汽車、火車、輪船、飛機(jī)等交通工具進(jìn)行運(yùn)輸。
短路
關(guān)于鋰離子電池的安全問題,請各位朋友重視。鋰離子電池在充電過程中很容易發(fā)生短路情況。
雖然大多數(shù)鋰離子電池都帶有防短路的保護(hù)電路,還有防爆線。但很多情況下,這個電路在各種情況下,不一定會起作用。防爆線能起的作用也很有限。
過充
所有的鋰離子電池,包括聚合物鋰離子電池、鋰鐵電池等等,都非常害怕過充。
鋰離子電池如果充電時間過長,發(fā)生的爆炸的可能性就會加大。
鋰的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,很容易燃燒,當(dāng)電池充放電時,電池內(nèi)部持續(xù)升溫,活化過程中所產(chǎn)生的氣體膨脹,使電池內(nèi)壓加大。壓力達(dá)到一定程度,如外殼有傷痕,即會破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。
所以,大家在使用鋰離子電池的時候要非常注意安全。
充電
充電是電池重復(fù)使用的重要步驟,鋰離子電池的充電過程分為兩個階段:恒流快充階段和恒壓電流遞減階段。恒流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓,隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段,電壓不再升高以確保不會過充,電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到設(shè)定的值,而最終完成充電。電量統(tǒng)計芯片通過記錄放電曲線可以抽樣計算出電池的電量。鋰離子電池在多次使用后,放電曲線會發(fā)生改變,鋰離子電池雖然不存在記憶效應(yīng),但是充、放電不當(dāng)會嚴(yán)重影響電池性能。
充電注意事項
鋰離子電池過度充放電會對正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入;過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。
充電量等于充電電流乘以充電時間,在充電控制電壓一定的情況下,充電電流越大(充電速度越快),充電電量越小。電池充電速度過快和終止電壓控制點(diǎn)不當(dāng),同樣會造成電池容量不足,實際是電池的部分電極活性物質(zhì)沒有得到充分反應(yīng)就停止充電,這種充電不足的現(xiàn)象隨著循環(huán)次數(shù)的增加而加劇。
放電
第一次充放電,如果時間能較長(一般3--4小時足夠),那么可以使電極盡可能多的達(dá)到最高氧化態(tài)(充足電),放電(或使用)時則強(qiáng)制放到規(guī)定的電壓、或直至自動關(guān)機(jī),如此能激活電池使用容量。
但在鋰離子電池的平常使用中,不需要如此操作,可以隨時根據(jù)需要充電,充電時既不必要一定充滿電為止,也不需要先放電。象首次充放電那樣的操作,只需要每隔3--4個月進(jìn)行連續(xù)的1--2次即可。
內(nèi)短路保護(hù)
鋰離子電池由于材料體系及制成工藝等諸多方面因素的影響,存在發(fā)生內(nèi)短路的風(fēng)險。雖然鋰離子電池在出廠時都已經(jīng)經(jīng)過嚴(yán)格的老化及自放電篩選,但由于過程失效及其他不可預(yù)知的使用因素影響,依然存在一定的失效概率導(dǎo)致使用過程中出現(xiàn) 內(nèi)短路。對于動力電池,其電池組中鋰離子電池多達(dá)幾百節(jié)甚至上萬節(jié),大大放大了電池組發(fā)生內(nèi)短的概率。由于動力電池組內(nèi)部所蘊(yùn)含的能量極大,內(nèi)短路的發(fā)生極易誘發(fā)惡性事故,導(dǎo)致人員傷亡和財產(chǎn)損失。
對于并聯(lián)的 鋰離子動力電池模組,當(dāng)其中一節(jié)或幾節(jié)電池發(fā)生內(nèi)短時,電池模組中的其他電池會對其放電,電池組的能量會使內(nèi)短電池溫度急速升高,極易誘發(fā)熱失控,最終導(dǎo)致電池起火爆炸。如示意圖1所示
常規(guī)的溫度探測在電池升溫時,雖然可以告知 IC切斷主回路,但無法阻止并聯(lián)電池模組內(nèi)部的持續(xù)放電,并且由于主回路切斷,電池模組所有的能量都集中于內(nèi)短路電池,反而增加了熱
失控發(fā)生的幾率。
理想的方案是,在發(fā)現(xiàn)某節(jié)電池發(fā)生內(nèi)短而升溫時,可以切斷該節(jié)電池與模組中其他電池的連接回路。如圖2所示,在單節(jié)電池上組裝TE PPTC或者M(jìn)HP-TA系列產(chǎn)品,當(dāng)內(nèi)短路發(fā)生時TE保護(hù)器件可以有效地阻斷內(nèi)短路電池與模組內(nèi)其他電池的聯(lián)系,防止惡性事故的發(fā)生。對于單體電池數(shù)量大的動力電池組,配組時對電池及器件內(nèi)阻一致性要求較高,而MHP-TA由于其內(nèi)部雙金屬結(jié)構(gòu),器件電阻的一致性非常好, 可以極大地滿足對于電池內(nèi)阻的要求。
鋰離子動力電池的系統(tǒng)組成及實際路況復(fù)雜,被動器件的防護(hù)是必不可少的。
















