鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1850次 | 2019年09月17日
電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池劣化的原因及影響
電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池劣化的原因及影響。鋰離子電池市場(chǎng)越來(lái)越大,于是鋰離子電池的劣化分析就被逐漸提上日程,電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池劣化機(jī)理的普遍性與特殊性不同類(lèi)型的電池,處于不同應(yīng)用環(huán)境的電池,它們的劣化機(jī)理是有同有異的。
電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池劣化的原因
造成鋰電池劣化的主要原因是水和熱。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),18650抗水和抗熱性能不強(qiáng)。關(guān)于熱,18650的單元內(nèi)部幾乎沒(méi)有空隙,因此散熱性較差。當(dāng)然,特斯拉定會(huì)采取一些應(yīng)對(duì)措施,但供貨量越大,電池劣化導(dǎo)致重大缺陷和事故的可能性就越大。
簡(jiǎn)單地說(shuō),電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池的劣化都可以歸因于其內(nèi)部化學(xué)成分的改變。曾經(jīng)也有人懷疑,電池的劣化有一部分的原因是電池的物理?yè)p傷,例如極柱松脫等等。然而,這些極端的物理?yè)p傷一般會(huì)造成的是電池的損壞而不是電池的劣化。
劣化的鋰離子電池,一般都是經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)或者高溫存儲(chǔ),或者其他極限條件,電池內(nèi)的電解液會(huì)在該過(guò)程中和電極材料不可避免的發(fā)生副反應(yīng),產(chǎn)生各類(lèi)氣體;電池經(jīng)歷的過(guò)程不同,反應(yīng)體系不同,副反應(yīng)的類(lèi)型不同,導(dǎo)致最終的產(chǎn)氣類(lèi)型和其他比例也會(huì)不同。
鋰離子電池的劣化程度受到工作環(huán)境、充放電特性等諸多因素的影響,往往并不能達(dá)到供應(yīng)商所號(hào)稱(chēng)的循環(huán)壽命值。太早更換會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,太晚又會(huì)影響到系統(tǒng)工作的可靠性。
電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池的充電、放電過(guò)程分別對(duì)應(yīng)著特定的氧化、還原反應(yīng),并且這樣的反應(yīng)在充、放電過(guò)程中是分別可逆的。而所謂的“副反應(yīng)”,就是指在電池內(nèi)部出現(xiàn)了除了以上正常的氧化、還原反應(yīng)以外的反應(yīng),這樣的反應(yīng)一般是不可逆的,也是我們所不希望的。
電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池劣化的影響
電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池的劣化都可以歸因于其內(nèi)部化學(xué)成分的改變。曾經(jīng)也有人懷疑,電池的劣化有一部分的原因是電池的物理?yè)p傷,例如極柱松脫等等。然而,這些極端的物理?yè)p傷一般會(huì)造成的是電池的損壞而不是電池的劣化。
隨著電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池的劣化,SEI將會(huì)不斷增厚,在劣化的過(guò)程之中,電池內(nèi)阻的不一致性將會(huì)加劇,而不一致的內(nèi)阻又會(huì)造成電池與電池之間內(nèi)部發(fā)熱量的不均,從而引起副反應(yīng)的不均,又進(jìn)一步加劇了內(nèi)阻的不一致性。
磷酸鐵鋰電池在存儲(chǔ)過(guò)程中,由于電池發(fā)生自放電,而自放電的氧化產(chǎn)物會(huì)堵塞電極材料上的微孔,使鋰的脫離和嵌入更加困難,從而造成內(nèi)阻增大和放電效率降低。這是由于電池類(lèi)型及其使用方式不同而導(dǎo)致的一種特殊的劣化過(guò)程。
電池的劣化失效是一個(gè)長(zhǎng)期的變化過(guò)程,如何準(zhǔn)確檢測(cè)電池的劣化程度SOH是電池用戶普遍關(guān)心的問(wèn)題。