聚合物高功率电池在大倍率充放电时的一些影响因素

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聚合物高功率电池主要应用于汽车驱动负载水平等方面的大型聚合物锂电池,聚合物高功率电池基本要求是高功率密度、高能量密度以及低成本,为获得最佳性能和良好的经济效益,所用的电池材料必须是活性高且在自然界中含量丰富,锂和钠作为其中质量最轻、阳极活性最强、蕴藏量丰富的金属,理应成为这种高性能电池的理想正极材料;由于活性高,这些碱金属不能在水溶液电解质中使用,因此锂电池厂家开发了两种新型的电解质聚合物解质和固态离子导体,聚合物解质的电池,为保持电解质处于聚合物状态,其温度必须足够高;而固态电解质电池的使用温度也必须较高,以保持电解质有足够高的导电性,并且为消除电极和电解质问的接触问题,通常也要使电极保持在聚合物状态。

这是一种很少见的聚合物高功率电池

聚合物高功率电池在大倍率放电快充带来三个效应:热效应、析锂与机械效应。

1、频繁快充加速了电池电芯的极化。

当聚合物高功率电池持续充电电流较大时,电极处的离子浓度升高,极化加剧,电池端电压无法与充入的电量/能量直接线性比例地对应起来。同时大电流充电,内阻的增大会导致焦耳发热效应加剧带来副反应,如电解液的反应分解、产气等一系列问题,危险系数骤然增加,对电池安全性产生影响,若是非功率型电池的寿命必然会大幅缩短。

2、频繁快充可能导致聚合物高功率电池析晶。

如果肆意给聚合物快充电池意味着锂离子快速脱出并“游向”负极,这时候就需要负极材料具有快速的嵌锂能力,由于嵌锂电位和锂析出的电位差不多,在快充或低温条件下,锂离子可能会在表面析出形成枝晶锂,枝晶锂会刺穿隔膜造成Li二次损耗,降低聚合物高功率电池容量,当锂晶体达到一定量后就会从负极向隔膜生长,造成电池短路的危险。

3、频繁快充会缩短聚合物高功率电池寿命吗?

聚合物高功率电池频繁充电,也容易加速消耗电池的寿命,甚至导致电池活性降低,续航时间缩短等问题。尤其是在快充技术的加入后,虽然在前期充电的速度很快,但没有冲满至100%就拔线,造成多次充电,增加了聚合物高功率电池的循环次数,长期这样使用就会降低电池的活性,从而加速电池的老化。

4、高温是聚合物高功率电池老化的最大杀手,快充的高功率会使电池在短时间内升温,非快充虽然功率低、单位时间内发热低,但是需要更长的通电时间。这样一来聚合物高功率电池热量也会随时间而积累增加,充电过程中所产生的热量差别不足以造成电池衰老速度的差异。

综合以上内容,我们锂电池之家总结出快充对于聚合物高功率电池的质量要求很高,对于电池的寿命有较大的损失,安全系数会明显下降,因此没有必要的时候尽量少做,频繁的给电池进行快速充电会对电池造成伤害,但由于电池电芯密度、材料、环境温度以及电池管理系统的差异,电池在快充过程中的受伤害程度也不同;查看网站地图可以了解更多相关的聚合物高功率电池在大倍率充放电时的一些影响因素。

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