锂电池内阻对其性能的影响及过大的内阻引起的原因分析

2019-04-16      3361 次浏览

锂电池内阻过大的原因,内阻如何影响锂电池性能?随着科技水平的高速发展,锂电池的使用范围及作用早已不言而喻,但是在我们的日常生活中锂电池事故问题总是层出不穷,时时困扰着我们,鉴于此,小编特别整理了锂电池内阻过大原因分析及解决措施,希望给大家提供方便。

内阻是评价锂电池性能的重要指标之一。锂电池内阻的测试包括交流内阻与直流内阻。对于单体电池,一般以交流内阻来进行评价,即通常称为欧姆内阻。

但对于大型锂电池组应用,如电动车用电源系统来说,由于测试设备等方面的限制,不能或不方便来直接进行交流内阻的测试,一般通过直流内阻来评价电池组的特性。在实际应用中,也多用直流内阻来评价电池的健康度,进行寿命预测,以及进行系统SOC、输出/输入能力等的估计。

锂电池的内阻过大的原因分析

一、工艺方面

(1)正极配料导电剂过少(材料与材料之间导电性不好,因为锂钴本身的导电性非常差)

(2)正极配料粘结剂过多(粘结剂一般都是高分子材料,绝缘性能较强)

(3)负极配料粘结剂过多(粘结剂一般都是高分子材料,绝缘性能较强)

(4)配料分散不均匀

(5)配料时粘结剂溶剂不完全(不能完全溶于NMP、水)

(6)涂布拉浆面密度设计过大(离子迁移距离大)

(7)锂电池压实密度太大,辊压过实。(辊压过死,活性物质结构有的遭到破坏)

(8)正极耳焊接不牢,出现虚焊接

(9)负极耳焊接或铆接不牢,出现虚焊,脱焊

(10)卷绕不紧,卷芯松弛(使正负极片间的距离增大)

(11)正极耳与壳体焊接不牢固

(12)负极极耳与极柱焊接不牢

二、材料方面

(1)正极材料电阻大(导电性差,如如磷酸铁锂)

(2)隔膜材料影响(隔膜厚度、孔隙率小、孔径小)

(3)锂电池电解液材料影响(电导率小、粘度大)

(4)正极PVDF材料影响。(量多或者分子量大)

(5)正极导电剂材料影响。(导电性差,电阻高)

(6)正负极极耳材料影响(厚度薄导电性差,厚度不均,材料纯度差)

(7)铜箔,铝箔材料导电性差或表面有氧化物

三、其他方面

(1)锂电池内阻测试仪器偏差

(2)人为操作

(3)锂电池使用环境

内阻如何影响锂电池性能?

电池的欧姆内阻(R)由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成(有些解释还把膜电阻也算上),通过一定的电流时,其极化电势可以计算,E=IR(欧)。

1.电阻

电阻表示一个电路元件对电流传递的阻碍程度的大小。单位是欧姆。

2.极化

电池在充放电过程中是存在极化的,通常可将锂离子电池极化分为欧姆极化、电化学极化和浓差极化三类。几类极化各自的响应速度也不一样。影响极化程度的因素很多,但一般情况下充放电电流密度越大,极化也就越大。

根据锂电池EIS测试结果,电池的交流内阻与欧姆电阻相近,但是直流内阻却包含了欧姆内阻和活化阻抗,所以总的来说,直流内阻的测定有很重要的意义。

锂电池的修复前景

充电电池内阻变大,说明充电电池内阻变大的充电/放电性能已变坏,电池用久了主要还是里面发生放电反应物质减少,电池进入寿命结束期,可以用在工作电流较小的电器用一段时间。内阻变大了就不能恢复,只能予以更换。

而且锂电池组费用较高,80%有极高的维修价值,因此形成了一个非常庞大的维修市场,且目前市场相对空白。现在进驻锂电池维修,电动车锂电池维修非常有看头和前景。

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