電池充不進(jìn)電的問題有哪兩種類型？電池充不進(jìn)電的原因與解決辦法
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-04 22:55
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市場(chǎng)上主要有兩種充電電池鎳氫電池和鋰離子電池，人們關(guān)注的電池充不進(jìn)電的問題大抵是針對(duì)這兩種類型的。同一類型和規(guī)格的電池又可以通過并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)組成不同電芯數(shù)目的組合電池，作為一個(gè)普遍現(xiàn)象，人們希望了解電池及電池組充不進(jìn)電的背后原因進(jìn)而尋求解決之道。
電池充不進(jìn)電的原因從大的方面來說，可以分為電池自身固有的內(nèi)部原因和電池實(shí)施充電的外部原因。鋰離子電池以其更優(yōu)越的性能正在逐步占領(lǐng)鎳氫電池的原有市場(chǎng)，所以，這里以鋰電池充電為主進(jìn)行說明，有區(qū)別的地方提到鎳氫電池。
電池充不進(jìn)電的內(nèi)因有：
1、電池零電壓或者組合電池中有零電壓電池。電池零電壓要么本身就是不合格品，出廠時(shí)就沒有達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)稱容量和電壓值，要么屬于壽終正寢，因長期使用，容量耗盡，電壓降而為零。
考慮到鋰電池經(jīng)過長期擱置，如一年以上，也可能以自放電的形式把電量放盡從而使電壓為零，現(xiàn)在的鋰電池保護(hù)方案在設(shè)計(jì)上要求電池零電壓時(shí)也能充進(jìn)電。因而，對(duì)于電池零電壓有兩種區(qū)別：一種是能夠充電繼續(xù)使用的，另一種是以完全沒有使用價(jià)值的；換句話說，前者容量損失是可逆的，而后者是不可逆的。充不進(jìn)電的零電壓電池如果不幸設(shè)計(jì)到鋰電池組中，就可能通過保護(hù)芯片把零電壓信號(hào)傳導(dǎo)到電池組中，從而關(guān)斷MOSFET，使電池組無法充電。
2、電池組連接錯(cuò)誤。這種情況出現(xiàn)的可能性較小，因?yàn)槌潆婋姵鼗螂姵亟M出廠時(shí)一般都要求全檢，正規(guī)廠家的電池出現(xiàn)這種情況除非是某批電池出廠時(shí)沒有全檢，而恰恰連接錯(cuò)誤的電池組就在未檢之列。當(dāng)然，對(duì)于非正規(guī)廠家出品或者個(gè)人組裝則另當(dāng)別論，出現(xiàn)連接錯(cuò)誤并不能完全杜絕。相對(duì)來說，鎳氫電池組全檢率低些，這種錯(cuò)誤的概率可能會(huì)大一點(diǎn)。
3、內(nèi)部電子元件、保護(hù)電路出現(xiàn)異常。這種情況大抵是電池用久后出現(xiàn)的，電子元件的老化、脫落均會(huì)導(dǎo)致電池充電出現(xiàn)異常，尤其是集成到保護(hù)電路的電子元件出現(xiàn)上述情況后會(huì)直接影響到電路的保護(hù)功能的發(fā)揮，從而不能正確指導(dǎo)充電過程。
充電行為中導(dǎo)致充不進(jìn)電的外部原因有：
1、充電器與電池不配套，特別是不配套的充電器與鋰電池充電電流設(shè)計(jì)的差異會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)瞬間電流過大，鋰電池實(shí)施過流保護(hù)中止充電。解決這種不配套特別是注意不要把鎳氫充電器與鋰電充電器混用，有些萬能充電器也盡量不要“萬能”使用。
2、充電設(shè)備故障，無輸出電壓。出現(xiàn)這種情況，只需要把電池放到另一個(gè)同型號(hào)的充電器上充電即可。
3、不適宜的充電環(huán)境，充電器和充電電池都有自己的工作環(huán)境，越過了兩者中任何一個(gè)限定條件，不論是高溫還是低溫都會(huì)令充電無法進(jìn)行。
解決電池充不進(jìn)電問題無外乎診斷和治療。診斷的秩序是先外因后內(nèi)因，因?yàn)槌潆姺椒ǔ霈F(xiàn)的問題只要改正就行了，而內(nèi)因則需要專業(yè)的電池知識(shí)和電池檢測(cè)設(shè)備才能得出正確結(jié)論，在自己不能解決的情況下，可以拿到專業(yè)的維修網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)。
循環(huán)性能對(duì)鋰離子電池的重要程度無需多言，就宏觀來講，更長的循環(huán)壽命意味著更少的資源消耗，因而，影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素，是每一個(gè)與鋰電行業(yè)相關(guān)的人員都不得不考慮的問題。
1、水分
過多的水分會(huì)與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán)，同時(shí)水分過多也不利于SEI膜的形成，但在痕量的水分難以除去的同時(shí)，痕量的水也可以一定程度上保證電芯的性能。
2、正負(fù)極壓實(shí)
正負(fù)極壓實(shí)過高，雖然可以提高電芯的能量密度，但是也會(huì)一定程度上降低材料的循環(huán)性能，從理論來分析，壓實(shí)越大，相當(dāng)于對(duì)材料的結(jié)構(gòu)破壞越大，而材料的結(jié)構(gòu)是保證鋰離子電池可以循環(huán)使用的基礎(chǔ)；此外，正負(fù)極壓實(shí)較高的電芯難以保證較高的保液量，而保液量是電芯完成正常循環(huán)或更多次的循環(huán)的基礎(chǔ)。
3、測(cè)試的客觀條件
測(cè)試過程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測(cè)試中的過充過放、測(cè)試房溫度、測(cè)試過程中的突然中斷、測(cè)試點(diǎn)與電芯的接觸內(nèi)阻等外界因素，都會(huì)或多或少影響循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果，另外，不同的材料對(duì)上述客觀因素的敏感程度各不相同，統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)并且了解共性及重要材料的特性應(yīng)該就足夠日常工作使用了。
4、負(fù)極過量
負(fù)極過量的原因除了需要考慮首次不可逆容量的影響和涂布膜密度偏差之外，對(duì)循環(huán)性能的影響也是一個(gè)考量，對(duì)于鈷酸鋰加石墨體系而言，負(fù)極石墨成為循環(huán)過程中的"短板"一方較為常見，若負(fù)極過量不充足，電芯可能在循環(huán)前并不析鋰，但是循環(huán)幾百次后正極結(jié)構(gòu)變化甚微但是負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重而無法完全接收正極提供的鋰離子從而析鋰，造成容量過早下降。
5、涂布膜密度
單一變量的考慮膜密度對(duì)循環(huán)的影響幾乎是一個(gè)不可能的任務(wù)，膜密度不一致要么帶來容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數(shù)的差異，對(duì)同型號(hào)同容量同材料的電芯而言，降低膜密度相當(dāng)于增加一層或多層卷繞或疊片層數(shù)，對(duì)應(yīng)增加的隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環(huán)，考慮到更薄的膜密度可以增加電芯的倍率性能、極片及裸電芯的烘烤除水也會(huì)容易些，當(dāng)然太薄的膜密度涂布時(shí)的誤差可能更難控制，活性物質(zhì)中的大顆粒也可能會(huì)對(duì)涂布、滾壓造成負(fù)面影響，更多的層數(shù)意味著更多的箔材和隔膜，進(jìn)而意味著更高的成本和更低的能量密度，所以，評(píng)估時(shí)也需要均衡考量。
6、材料種類
材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素，選擇了循環(huán)性能較差的材料，工藝再合理、制成再完善，電芯的循環(huán)也必然無法保證；選擇了較好的材料，即使后續(xù)制成有些許問題，循環(huán)性能也可能不會(huì)差的過于離譜，從材料角度來看，一個(gè)全電池的循環(huán)性能，是由正極與電解液匹配后的循環(huán)性能、負(fù)極與電解液匹配后的循環(huán)性能這兩者中，較差的一者來決定的，材料的循環(huán)性能較差，一方面可能是在循環(huán)過程中晶體結(jié)構(gòu)變化過快從而無法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰，一方面可能是由于活性物質(zhì)與對(duì)應(yīng)電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。在電芯設(shè)計(jì)時(shí)，若一極確認(rèn)選用循環(huán)性能較差的材料，則另一極無需選擇循環(huán)性能較好的材料，浪費(fèi)。
7、電解液量
電解液量不足對(duì)循環(huán)產(chǎn)生影響主要有三個(gè)原因，一是注液量不足，二是雖然注液量充足但是老化時(shí)間不夠或者正負(fù)極由于壓實(shí)過高等原因造成的浸液不充分，三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。第三點(diǎn)，正負(fù)極特別是負(fù)極與電解液的匹配性的微觀表現(xiàn)為致密且穩(wěn)定的SEI的形成，而右眼可見的表現(xiàn)，既為循環(huán)過程中電解液的消耗速度，不完整的SEI膜一方面無法有效阻止負(fù)極與電解液發(fā)生副反應(yīng)從而消耗電解液，一方面在SEI膜有缺陷的部位會(huì)隨著循環(huán)的進(jìn)行而重新生成SEI膜從而消耗可逆鋰源和電解液。不論是對(duì)循環(huán)成百甚至上千次的電芯還是對(duì)于幾十次既跳水的電芯，若循環(huán)前電解液充足而循環(huán)后電解液已經(jīng)消耗完畢，則增加電解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循環(huán)性能。
