锂离子电池组老化对性能的影响及测试

2022-03-21      818 次浏览

锂电池组活化阶段包括预充电、化成、老化、定容等阶段。老化的作用都是使初次充电后形成的SEI膜性质和组成能够稳定。


锂电池组中如何测验已老化的电芯?


没有仪器只能用土办法,把电池用到无法开机,用万用表分别测量每个电池电压,最低的应该就是问题电池,但如果相差很小或查不出来,可在测量电压的时候用一个较大功率的负载瞬间并联一下,哪个电池电压回落的较大就是问题电池。这个负载可以取一小段电炉丝,两端用硬导线连接,阻值在2-5欧姆之间。


注意!不要用手直接拿炉丝,小心烫伤。用到没电的时候,把锂电池组的外壳打开,用万用表的直流电压档逐个测试单组电池电压,电压相对较低的就是有问题的,原则上各组电池的电压应该同时充,同时放,所以单组电池电压应该相同。单节电压应该充满是4.2V,放到无点2.8V左右。


锂电池组为什么要做老化测试?


一是让电解液的浸润更加良好,有利于电池性能的稳定;


二是正负极材料中的活性物质经过老化后,可以促使一些副作用的加快进行,例如产气、电解液分解等,让锂电池组的电化学性能快速达到稳定;


三是通过老化一段时间后进行锂电池组一致性筛选。化成之后电芯的电压不稳定,其测量值会偏离实际值,老化后的电芯电压、内阻更为稳定,便于筛选一致性高的电池。


高温老化后的电池性能更稳定,绝大多数锂离子电池厂家生产过程中都取高温老化操作方式,温度45~50摄氏度老化1~3天,然后常温搁置。高温老化后电池潜在的不良现象会暴露出来:比如电压变化,厚度变化、内阻变化都是直接考验这批电池的安全和电化性能综合指标。


如今,绝大部分电池公司都采用劣质低端的国产隔膜进行量产,高温老化也是成为电池内部结构安全性能检验的潜规则。


锂电池组老化对电池性能有何影响?


老化制度对锂电池组性能的影响因素主要有两个,即老化温度和老化时间。除此之外,还有老化时电池处于封口还是开口的状态也比较重要。


对于开口化成来说,如果厂房可以控制好湿度可以老化后再封口。如果采用高温老化,封口后老化比较好。对于不同的电池体系,三元正极/石墨负极锂电池、磷酸铁锂正极/石墨负极锂电池抑或是钛酸锂负极电池,需要根据材料特性及锂电池组特性进行针对性试验。在试验设计中,可以通过锂电池的容量差别、内阻差别、压降特点来确定最佳的老化制度。


无论对于哪种体系的电池,老化是必不可少的一道工序。锂电池组的老化虽然理解起来是对锂电池的损耗和破坏,但是事实上却是筛选一致性高的电池,剔除不良品的有效途径。只有通过老化的方式,才能选出适宜进行组包的锂电池,提高电动工具的使用寿命。


温度对锂电池组的循环老化速率有很大的影响。较低的温度,由于强化的锂单质电镀而降低循环寿命;过高的温度,由于Arrhenius驱动的老化反应,而缩短电池寿命;因此锂电池组只有在适当的温度下才能获得最佳循环寿命。


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