鋰離子電池長時(shí)間儲(chǔ)存有什么危害?
鋰離子電池長時(shí)間儲(chǔ)存的應(yīng)用領(lǐng)域比如醫(yī)療、特種應(yīng)用設(shè)備及配用電源等,電池具有良好的長期儲(chǔ)存性能就顯得尤為重要。鋰離子電池內(nèi)部是個(gè)較為復(fù)雜的電化學(xué)體系,長時(shí)間擱置后內(nèi)部的平衡狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,累積到一定程度時(shí),電池往往會(huì)發(fā)生以下幾個(gè)方面的變化:
1、物理特性
根據(jù)鋰離子電池時(shí)間存儲(chǔ)的后的實(shí)際證明,電池在物理特性(外觀、尺寸、重量等)會(huì)發(fā)生一定的變化,尤其是外觀特性。在存儲(chǔ)環(huán)境的溫度和濕度不佳的場(chǎng)合,這種變化趨勢(shì)更為明顯。
在濕度較大的情況下,鋰離子電池長時(shí)間放置后,其增重要明顯高于在濕度較低情況下放置的電池。如電池鋼殼部分在濕度較高的情況下易產(chǎn)生銹跡,從而產(chǎn)生質(zhì)量輕微增加的現(xiàn)象。鐵銹不會(huì)對(duì)電池的內(nèi)部狀態(tài)產(chǎn)生影響,但會(huì)直接影響對(duì)產(chǎn)品的出貨和可能對(duì)與其配套的電子元器件產(chǎn)生負(fù)面影響。
2、電化學(xué)特性
鋰離子電池長時(shí)間儲(chǔ)存會(huì)有一些副反應(yīng),如電解液分解、活性物質(zhì)溶解、鋰沉積等。長時(shí)間擱置后,鋰離子電池內(nèi)部的平衡狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,累積到一定程度時(shí),電池會(huì)發(fā)生較為明顯的變化,會(huì)直接在電池的電化學(xué)特性上得到體現(xiàn)。
1)容量
長期擱置的鋰離子電池容量變化主要體現(xiàn)在兩點(diǎn):一是電池保有容量的降低,主要由自放電引起;二是不可逆容量的增加,主要取決于電池內(nèi)部化學(xué)體系間的不可逆消耗反應(yīng)。自放電現(xiàn)象在所有鋰離子電池中都是不可避免的。由于自放電而導(dǎo)致的容量損失可分為可逆和不可逆兩類:可逆指的是對(duì)鋰離子電池充電時(shí)可以恢復(fù)的那部分容量,不可逆損失即是指不能恢復(fù)的容量。對(duì)于電池制造商和電池用戶來說,降低長期放置后的電池容量損失是必須的。
2)內(nèi)阻
電池內(nèi)阻是指正負(fù)兩端之間的電阻,是集流體、電極活性物質(zhì)、隔膜、電解液、導(dǎo)電柄、端子的電阻之和。對(duì)于鋰離子電池來說,內(nèi)阻越小,電池放電時(shí)所占用的電壓越小,越能輸出更多的能量。但對(duì)于長期存儲(chǔ)的電池來說,電阻往往會(huì)隨著存儲(chǔ)時(shí)間的增加而升高。超過一定的電阻會(huì)引起電池內(nèi)部超過基準(zhǔn)從而報(bào)廢或降級(jí),因而需關(guān)注電池長期存貯過程中的電阻變化。
溫度對(duì)內(nèi)阻的響較大:25℃時(shí),鋰離子電池保存32天,內(nèi)阻變化為0.57mQ;50℃時(shí),電池保存1個(gè)月,內(nèi)阻則增加2.64mΩ;當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到75C時(shí),電池電阻變化出現(xiàn)急速變化,擱置同樣的天數(shù),電阻增加值為8.18mΩ,增加幅度為25℃時(shí)的14倍。
3)放電特性
長期存貯后鋰離子電池的放電特性呈下降趨勢(shì)。長期存儲(chǔ)的電池低溫性能明顯下降。
綜上所述,長期存儲(chǔ)后鋰離子電池的綜合特性呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。為降低長期貯存對(duì)電池各方面性能的負(fù)面影響,應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行管控:
(1)控制貯存環(huán)境的溫、濕度,將電池貯存在低溫和干燥的環(huán)境中,有利于其外觀及內(nèi)部性能的長期保持。
(2)定期激活電池,在貯存一定周期后以小電流對(duì)電池進(jìn)行一到兩次的充放電活化,有利于降低電池的不可逆容量損失;
(3)控制電池長期貯存的荷電狀態(tài)。吳國良的研究表明,將電池荷電容量控制在半電態(tài)(40%~60%額定容量),有利于電池的長期存儲(chǔ)。
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