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什么是锂电池自放电率?你知道吗?

更新时间:2024-01-01

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资源介绍

哪些是锂电池自放电率?你晓得吗?本文述说负极材料、负极材料、电解液和储存环境等对锂离子电瓶自放电率的影响。同时介绍了目前常用的传统锂电池自放电率的检测方式和新型自放电率快速检测方式。来自国轩高科工程师,欢迎你们交流分享!锂离子电瓶自放电反应不可防止,其存在除了造成电瓶本身容量的降低,还严重影响电瓶的配组及循环寿命。锂离子电瓶的自放电率通常为每月2%~5%,可以完全满足单体电瓶的使用要求。trv物理好资源网(原物理ok网)

但是,单体锂电池一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的特点不是完全一致,故每次充放电后,各单体锂电池的端电流不可能达到完全一致,因而会在锂电池模块中出现过充或则过放的单体电板,单体锂电池性能还会形成恶化。随着充放电的次数降低,其恶化程度会进一步激化,循环寿命相比未配组的单体电瓶急剧增长。因而,对锂离子电瓶的自放电率进行深入研究是电瓶生产的急切须要。trv物理好资源网(原物理ok网)

电瓶的自放电现象是指电瓶处于开路搁置时,其容量自发耗损的现象,统称为荷电保持能力。自放电通常可分为两种:可逆自放电和不可逆自放电。损失容量才能可逆得到补偿的为可逆自放电,其原理跟电瓶正常放电反应相像。损失容量未能得到补偿的自放电为不可逆自放电电池的放电功率怎么算,其主要诱因是电瓶内部发生了不可逆反应,包括负极与电解液反应、负极与电解液反应、电解液自带杂质造成的反应,以及制成时所携带杂质引起的微漏电导致的不可逆反应等。自放电的影响诱因如下文所述。trv物理好资源网(原物理ok网)

1负极材料trv物理好资源网(原物理ok网)

负极材料的影响主要是负极材料过渡金属及杂质在正极析出造成内漏电,进而降低锂电池的自放电。Yah-MeiTeng等人研究了两种负极材料的化学及电物理性能。研究发觉原材料中以及充放电过程中形成铁杂质浓度高的电瓶其自放电率高,稳定性差,缘由是铁在正极逐步还原析出,割断隔膜,致使电瓶内漏电,进而导致较高的自放电。trv物理好资源网(原物理ok网)

2正极材料trv物理好资源网(原物理ok网)

正极材料对自放电的影响主要是因为正极材料与电解液发生的不可逆反应。早在2003年,等人就提出了电解液被还原而释放出气体,使石墨部份表面曝露在电解液中。在充放电过程中,锂离子嵌人和脱出时,石墨层状结构容易受到破坏,进而造成较大自放电率。trv物理好资源网(原物理ok网)

3电解液trv物理好资源网(原物理ok网)

电解液的影响主要表现为:电解液或杂质对正极表面的腐蚀;电极材料在电解液中的溶化;电极被电解液分解的不溶固体或二氧化碳覆盖,产生钝化层等。目前,大量科研工作者旨在于开发新的添加剂来抑制电解液对自放电的影响。JunLiu等人电瓶电解液中添加VEC等添加剂,发觉电瓶低温循环性能提升,自放电率普遍上涨。其缘由是这种添加剂可以改善SEI膜,进而保护电瓶正极。trv物理好资源网(原物理ok网)

4储存状态trv物理好资源网(原物理ok网)

储存状态通常的影响诱因为储存气温和电瓶SOC。通常来说,气温越高,SOC越高,电瓶的自放电越大。等在静置条件下对乙酸铁锂电池进行容量衰减实验。结果表明随气温的下降,容量保持率随搁置时间日渐增加,电瓶自放电率下降。trv物理好资源网(原物理ok网)

刘云建等人采用商品化的铬酸锂动力电板,发觉随着电瓶荷电态的降低,负极的相对电位越来越高,其氧化性也越来越强;正极的相对电位越来越低,其还原性也越来越强,二者均可加速Mn析出,造成自放电率减小。trv物理好资源网(原物理ok网)

5其他诱因trv物理好资源网(原物理ok网)

影响电瓶自放电率的诱因诸多,减去上介绍的几种外,主要还存在以下方面:在生产过程中,分切极片时形成的毛刺,因为生产环境问题而在电瓶中引入的杂质,如烟尘,极片上的金属粉末等,这种均可能会导致电瓶的内部微漏电;外界环境阴湿、外接线路绝缘不彻底、电池壳体隔离性差等引起的电瓶储存时有外接电子回路,进而造成自放电;长时间的储存过程中,电极材料的活性物质与集流体的黏结失效,造成活性物质的开裂和剥离等造成容量减少,自放电减小。以上的每一个诱因或则多个诱因的组合均可导致锂电池的自放电行为,这对自放电缘由查找及估测电瓶的储存性能导致困难。trv物理好资源网(原物理ok网)

二、自放电率的检测方式trv物理好资源网(原物理ok网)

通过上述剖析可知,因为锂电池自放电率普遍较低。而自放电率本身又受湿度、使用循环次数以及SOC等诱因的影响,因而对电瓶实现自放电的精确检测是十分困难且历时的工作。trv物理好资源网(原物理ok网)

1自放电率传统检测方式trv物理好资源网(原物理ok网)

目前,传统的自放电测量方式有以下3种:trv物理好资源网(原物理ok网)

●直接检测法trv物理好资源网(原物理ok网)

首先将被测电芯充电至一定荷电状态,并维持一段时间的开路搁置,之后对电芯进行放电以确定电芯的容量损失。自放电率为:trv物理好资源网(原物理ok网)

式中:C为电瓶的额定容量;C1为放电容量。开路搁置后,对电芯放电可以获得电芯的剩余容量。此时,再度对电芯进行多次充放电循环操作,确定电蒜此时的满容量。此方式可以确定电瓶不可逆容量损失与可逆容量损失。trv物理好资源网(原物理ok网)

●开路电流衰减率检测法trv物理好资源网(原物理ok网)

开路电流与电瓶荷电状态SOC有直接关系,只须要检测一段时间内电瓶的OCV的变化率,即:trv物理好资源网(原物理ok网)

该方式操作简单,只需记录任意时问段内电瓶的电流,从而按照电流与电瓶SOC的对应关系即可得出该时刻电瓶的荷电状态。通过电流的衰减斜率以及单位时间所对应的衰减容量的估算,最终可得到电瓶的自放电率。trv物理好资源网(原物理ok网)

●容量保持法trv物理好资源网(原物理ok网)

检测电瓶期望保持的开路电流或则SOC所须要的电量,得出电瓶的自放电率。即检测保持电瓶开路电流时的充电电压,电瓶自放电率可以觉得是检测得到的充电电压。trv物理好资源网(原物理ok网)

2自放电率快速检测方式trv物理好资源网(原物理ok网)

因为传统检测方式所需时间较长,且检测精度不足,因而自放电率在电瓶检查过程中大多情况下只是作为一种筛选电瓶是否合格的方式。大量新颖便捷的检测新方式的出现,为电瓶自放电的检测节约了大量时间和精力。trv物理好资源网(原物理ok网)

●数字控制技术trv物理好资源网(原物理ok网)

数字控制技术是借助单片机等,在传统自放电检测方式的基础上衍生出的新型自放电检测方式。该方式具有检测耗费时间短,精度高,设备简单等优点。trv物理好资源网(原物理ok网)

●等效电路法trv物理好资源网(原物理ok网)

等效电路法是一种全新的自放电检测方式,该方式将电瓶模拟成一个等效电路,可快速有效地检测锂离子电瓶的自放电率。trv物理好资源网(原物理ok网)

自放电率作为锂离子电瓶的一项重要性能指标,对电瓶的筛选及配组具有重要影响,因而检测锂电池的自放电率具有深远意义。trv物理好资源网(原物理ok网)

1预测问题电芯trv物理好资源网(原物理ok网)

同一批电芯,所用材料和制成控制基本相同,当出现某些电瓶白放电显著偏大时,缘由很可能是内部因为杂质、毛刺刺伤隔膜而形成了严重的微漏电。由于微漏电对电瓶的影响是平缓的和不可逆的。所以,短期内这类电瓶的性能不会与正常电瓶相差太多,而且常年搁置后随着内部不可逆反应的日渐加深电池的放电功率怎么算,电瓶的性能将远远高于其出厂性能以及其他正常电瓶性能。因而为了保证出厂电瓶质量,自放电大的电瓶必须剔除。trv物理好资源网(原物理ok网)

2对电瓶进行配组配组trv物理好资源网(原物理ok网)

锂电池须要较好的一致性,包括容量、电压、内阻以及白放电率等。电瓶的自放电率对电瓶组的影响主要表现为:一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的自放电率不同,在搁置或则循环过程中,电流会出现不同程度升高,而在串联充电下,其受电压又会相等,故每次充电后都可能会在锂电池模块中出现过充或则未饱含的单体电瓶,随着充放电的次数降低,电瓶性能会逐步恶化,循环寿命相比未配组的单体电瓶急剧上涨。为此,电瓶配组要求对锂离子电瓶的自放电率进行精确检测并筛选。trv物理好资源网(原物理ok网)

3电瓶SOC计算修正trv物理好资源网(原物理ok网)

荷电状态也叫剩余电量,代表的是电瓶使用一段时间或常年搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,常用百分率表示。自放电率对于锂离子电瓶的SOC计算具有重要参考价值。经过自放电电压对SOC终值的修正可提升SOC计算精度,一方面对顾客而言可依据剩余电量计算产品可使用时间或行驶距离;另一方面增强BMS的SOC预测精度可有效防治电瓶过充过放,因而延长电瓶使用寿命。以上就是锂电池自放电率解析,希望能给你们帮助。trv物理好资源网(原物理ok网)

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