锂电池充电和过充电知识讲解

2023-12-05      406 次浏览

一、充电


目前锂离子电池充电重要是限压限流法,初期恒流(CC)充电,电池接受能力最强。重要为吸热反应,但温度过低时,材料活性降低,可能提前进入恒流阶段,因此在北方冬天低温时。


充电前把电池预热可以改善充电效果,随着充电过程不断进行,极化用途加强,温升加剧,伴随析气,电极过电位增高,电压上升。


当荷电达到约70~80%时,电压达到最高充电限制电压,转入恒压(CV)阶段。理论上并不存在客观的过充电压阈值,若理解为析气、升温就意味着过充。


则在恒流阶段末期总是发生不同程度的过充,温升达到40~50摄氏度,壳体形变容易感测,部分逸出气体还可以复合,另一些就作为不可逆反应的结果。


损失了容量,这可以看作电流强度超出电池接受能力。在恒压阶段,有称涓流充电,大约花费30%的时间充入10%的电量,电流强度减小,析气、温升不再新增,并反方向变化。


二、过充电


上述过程考虑电池组总电压或平均电压控制,其实总有单体电压较高者,相对组内其它电池已经进入过充电阶段。


过充电时,若在恒流阶段发生,由于电流强度大,电压、温升、内压持续升高,以4V锂为例,电压达到4.5V时,温升40度、塑料壳体变硬,4.6V时温升可达60度、壳体形变明显并不可恢复。


若继续过充,气阀打开、温升继续升高、不可逆反应加剧。恒压阶段,电流强度较小,过充症状不如恒流阶段显著。只要温升、内压过高,就伴随副反应,电池容量就会减少。


而副反应具有惯性,发展到一定程度,可能在充电中也可能在充电结束后的短时间里使电池内部物质燃烧,导致电池报废。过充电加速电池容量衰减、导致电池失效,百害无一利。



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