鋰電池過充和過放會(huì)怎樣？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-09-10 20:23
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嚴(yán)格的講,把鋰離子電池的電壓充到高于界限B(4.20V)是過充.但是過充也有程度的大小.一般人認(rèn)為在4.24V以下,可以不算是過充.或稱為"可接受"的微過充.
鋰離子電芯廠家的電池規(guī)格書上一般也標(biāo)明了充電限制電壓是4.20V+/-0.04V.
在界限A和界限B之間的(高于4.24V,低于4.35V)這個(gè)區(qū)域,可以稱為中度過充.
處于這個(gè)電壓范圍的鋰離子電池,其放電容量會(huì)高于正常的鋰離子電池.
請(qǐng)看中度過充試驗(yàn)數(shù)據(jù)
試驗(yàn)條件是
電芯:GY383450.
標(biāo)稱容量:550mAh.
標(biāo)稱的充電限制電壓4.20V
充電制度:電壓低于充電限制壓時(shí)以1C(550mA)充電,電壓到達(dá)充電限制電壓后,維持電壓不變,電流逐漸減小到20mA后充電終止.這是常規(guī)的CC/CV充電模式.
放電制度:1C(550mA),放電終止電壓2.75V
以上制度完全參照國(guó)標(biāo)執(zhí)行.
鋰電池加工定制
我們可以嘗試改變了充電限制電壓,故意對(duì)這個(gè)試驗(yàn)品進(jìn)行過充.列出試驗(yàn)表格如下:
循環(huán)次數(shù) 充電限制電壓V 充電容量mAh 放電容量mAh 與額定容量的比率%
第一次 4.20V 570 565 這個(gè)是額定容量
第二次 4.30V 610 608 108%
第三次 4.20V 569 564 100%
第四次 4.35V 633 627 112%
其中的第三次是為了進(jìn)行對(duì)比,說明進(jìn)行一次過充后,電池的額定容量幾乎沒有什么變化.
從中可以得到一個(gè)結(jié)論,過充可以提高電池的容量.
但是這個(gè)趨勢(shì)不是一致如此,當(dāng)我把這塊鋰電池一直用4.35V的充電限制電壓繼續(xù)進(jìn)行過充循環(huán)后.結(jié)論不是那么樂觀了.
第50次以后,電池容量為480mAh.已經(jīng)是額定容量的85%了.而我以前對(duì)這個(gè)型號(hào)的電池進(jìn)行正常循環(huán)的試驗(yàn)時(shí),在150次循環(huán)時(shí)其容量還在額定容量的88%以上.可見過充嚴(yán)重的縮短了電池的循環(huán)壽命.另外要提到的是,該過充的電池已經(jīng)微微發(fā)鼓,原始厚度是3.84mm,50次循環(huán)以后其厚度是4.25mm.
由于在4.35V以上的電壓對(duì)于受到保護(hù)線路的鋰離子電池來說是不會(huì)到達(dá)的.所有廣大用戶經(jīng)常碰到的是中度過充這個(gè)現(xiàn)象.許多不合格的蛋充(經(jīng)常在上面有鎳氫和鋰離子檔位可以選擇)是過充的罪魁禍?zhǔn)?
那么高于4.35V的過充會(huì)是什么樣子呢.
我在做過充安全試驗(yàn)的時(shí)候,都是把電池的保護(hù)線路去掉,然后以5.0V的電壓對(duì)鋰離子電池芯進(jìn)行充電.
其結(jié)果是,3~4個(gè)小時(shí)以后,電池嚴(yán)重發(fā)鼓,
而且部分不合格的電芯發(fā)生爆炸現(xiàn)象。
在電子顯微鏡下，鋰電心負(fù)極為層狀結(jié)構(gòu)，正極是一些有棱角晶體的堆積，形狀因陽(yáng)極材料而異。
過放電的重要惡果是造成負(fù)極板層狀塌落。再充電時(shí)，限制了鑲嵌進(jìn)負(fù)極板內(nèi)鋰離子的數(shù)量和方便。
容量下降、內(nèi)阻增加、壽命縮短并不可以恢復(fù)。
過充電更可怕！
電池達(dá)到全充滿狀態(tài)．負(fù)極由鋰離子的嵌入反應(yīng)變成鋰金屬在負(fù)極表面的沉積，溶劑被氧化（由過充而引起的溶劑氧化放出的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可逆狀態(tài)下鋰離子與溶劑反應(yīng)放出的熱量）：隨著電池溫度的升高，金屬鋰與溶劑、嵌鋰碳與溶劑的反應(yīng)相繼發(fā)生，電池著火、爆炸。隨著電解液的分解，牯結(jié)劑與鋰金屬也能反應(yīng)。
過充后，極片上到處都是針狀鋰金屬結(jié)晶，刺穿隔膜會(huì)發(fā)生微短路。輕則，加劇自放電；重則晶枝短路電流造成電池溫度急劇升高，電解液分解氣化。這種情形，不論是溫度過高使材料燃燒爆炸．還是外殼先被撐破，使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈氧化，都是以燃燒爆炸收?qǐng)觥?br />
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