快充對電池的影響有哪些
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-13 12:53
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快充下溫度對電池影響
電池在充放電過程中因電池電阻發(fā)生發(fā)熱現象，研究表明其熱量與倍率相關，而電池溫度關于鋰離子電池的壽命具有顯著的影響，在快充過程引起的電池溫度改變關于鋰離子電池的壽命具有重要的影響。
不同結構的電池在不同方向上具有不同散熱功率，例如圓柱形電池在直徑方向上因為隔閡等導熱作用較差的資料存在，因而電池內部溫度較高的方位主要集中在電芯的中間方位，而關于方形電池和軟包電池因為極耳方位的電流密度比較大，因而高溫區(qū)域也主要集中在電池靠近極耳的方位，且靠近正極極耳的方位一般也會比靠近負極極耳方位的溫度更高。
方形、軟包電池溫度分析
電池內部溫度散布不均會形成內部電流散布的不均，極耳方位不合理也易發(fā)生電流散布不均現象，電流散布不均簡略導致電池在充放電的過程中發(fā)生局部的過充或過放，以及副反響速度的不一致，然后導致電池內部衰降速度的不一致。在體系層面因為電池模組中單體電池的排列，冷卻體系的規(guī)劃等要素也會導致不同單體電池之間存在明顯的溫度梯度。過高的溫度在正極側會加重粘結劑分解、不可逆相變和過渡金屬元素的溶解等問題，而負極側面對SEI膜生長加快，然后消耗電池內部有限的活性Li，導致電池不可逆的容量丟失，引起電池鼓包。
正常的情況下Li+從正極脫出遷移到負極外表，然后嵌入到負極之中，可是當負極外表因為電流過大或溫度過低時會發(fā)生較大極化，當負極外表極化電位低于金屬Li時，Li+會以金屬Li的形式在負極外表分出，形成電池庫倫功率降低，容量丟失，嚴峻的情況下甚至會刺穿隔閡導致嚴峻的安全事故。在快充條件下，電池的這一現象會發(fā)生較大程度的改變，然后影響電池的運用壽命。
電極的粉化和破碎是鋰離子電池常見的現象，在NCM、NCA和Si負極中都觀察到這一現象，電極的粉化和破碎導致的活性物質丟失是鋰離子電池衰降的常見機理。作者根據從微觀到微觀的尺度改變，將粉化和破碎現象分為以下幾類：1）活性物質顆粒內部的裂紋；2）活性物質顆粒與導電劑、粘結劑分離；3）電極與集流體之間的剝離。
導致電極粉化和破碎的原因主要是快充導致的電池內部的Li濃度的改變，在快充的過程中因為脫Li和嵌Li速度較快，因而會在正極和負極內部都會發(fā)生較為顯著的Li濃度梯度，然后導致鋰離子電池內部的應力散布不均，然后導致了活性物質顆粒的破碎，電極的剝離等現象，引起活性物質的丟失。
怎么改進電池的快充功能
改進電池的快充功能，主要從電池、充電戰(zhàn)略及電池熱管理等視點動身，對相應的影響要素進行優(yōu)化調整。如針對電池本身，應該挑選適宜的電極資料，一起對其進行一定程度的優(yōu)化處理；合理的電極規(guī)劃、電池結構規(guī)劃和電池組規(guī)劃也可以提高電池的快充功能；通過優(yōu)化電池的充電戰(zhàn)略可以提高電池的快充功能，可以選用多步恒流充電法、脈沖充電戰(zhàn)略及加快發(fā)動式充電戰(zhàn)略。
此外，鋰離子電池體系關于溫度非常敏感，溫度過高會導致電池壽命急劇衰降，溫度過低則簡略導致充電析鋰，也會嚴峻影響電池的運用壽命，嚴峻的情況下甚至會引發(fā)安全事故，因而怎么做好熱管理關于提高鋰離子電池的快充功能也有重要的意義。鋰離子電池快充除了要處理快充導致的產熱問題外，還需求處理溫度過低時快充簡略導致析鋰的問題。
