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锂电池的容量为什么会偏低?锂电池电量不平衡该如何恢复正常?

2020-02-23   点击量:895

锂电池容量偏低是什么原因?


1、正极材料的结构变化


正极材料是锂离子电池的主要来源,当锂离子从正极中脱出时候,为了维持材料电中性状态,金属元素必然会被氧化到达一个高的氧化态,这里就伴随了组分的转变。组分的转变容易导致相转移和体相结构的变化。电极材料相转变可以引起晶格参数的变化及晶格失配,由此产生的诱导应力引起晶粒的破碎,并引发裂纹的传播,造成材料的结构发生机械破坏,从而引起锂电池电化学性能衰减。


2、负极材料结构


商业化锂电池常用的负极材料有碳材料、钛酸锂等,本文以典型负极石墨进行分析。锂电池容量的衰减第一次发生于化成阶段,在这个阶段会在负极表面形成SEI,消耗部分锂离子。


随着锂电池使用,石墨结构的变化也会造成电池容量下降。研究发现循环后的碳材料虽然保持了石墨的形貌结构,但是其(002)晶面的半高宽变大,导致c轴方向的晶粒尺寸变小,晶体结构的改变导致碳材料出现裂纹,进而破坏负极表面的SEI膜并促进SEI膜的修复,SEI膜的过度生长消耗活性锂,因此造成了锂电池的不可逆容量衰减。


3、电解液的氧化分解


电解液的性质显著影响锂电池的比容量、寿命、倍率充放电性能、工作温度范围以及安全性能等。电解液主要包括溶剂、电解质和添加剂三个部分。溶剂的分解、电解质的分解都会导致电池容量的损失。电解液的分解和副反应是锂电池容量衰减的主要因素,无论采用何种正负极材料、何种工艺,随着锂电池循环使用,电解液的分解及与正负极材料间发生的界面反应都会造成容量的衰减。


锂电池电量不平衡,如何恢复正常?


1、首先针对整个锂电池组进行充电,转灯后浮充2到3小时。如果电池组长期亏电放置,已经无法充入电量,可以直接跨过保护板充电10分钟(使用放电口充电),再正常充电即可。


2、拔下保护板的排线,拔掉之前,请做好记号,2根排线的板子,排线不可插反。测量排线上相邻针脚的电压,如果是48V的,有16个电压,60V则是20个电压。负极开始的第一串电压是从电池组负极到第一根排线之间的电压,其他以此类推。找出电压低于3.50V的单串,判断正负极,并做好标记。


3、使用3.6v的充电器,将电压低于3.50v的单串充电至3.60到3.70V。但需要有人值守,严防过充电导致锂电池报废。


4、按照原来的顺序插回排线,注意不可反接,装好电池,即可投入使用。


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钜大特种电池工程研究院

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