Overcharging is ien fan 'e dreechste items yn' e hjoeddeistige lithiumbatterijfeiligenstest, dus it is needsaaklik om it meganisme fan overladen en de hjoeddeistige maatregels te begripen om overladen te foarkommen.
Ofbylding 1 is de spanning- en temperatuerkurven fan 'e NCM + LMO / Gr-systeembatterij as it oerladen is.De spanning berikt in maksimum by 5.4V, en dan sakket de spanning, úteinlik feroarsake termyske runaway.De spanning- en temperatuerkurven fan 'e oerlading fan' e ternêre batterij binne der tige op gelyk.
As de lithiumbatterij oerladen is, sil it waarmte en gas generearje.De waarmte omfettet ohmske waarmte en waarmte generearre troch side-reaksjes, wêrfan ohmyske waarmte de wichtichste is.De sydreaksje fan 'e batterij feroarsake troch oerladen is earst dat oerstallige lithium wurdt ynfoege yn' e negative elektrode, en lithiumdendriten sille groeie op it oerflak fan 'e negative elektrode (N / P-ferhâlding sil ynfloed hawwe op de earste SOC fan lithium dendritegroei).De twadde is dat oerstallige lithium wurdt helle út 'e positive elektrodes, wêrtroch't de struktuer fan' e positive elektrodes ynstoart, waarmte frijlitte en soerstof frijlitte.Oxygen sil de ûntbining fan 'e elektrolyt fersnelle, de ynterne druk fan' e batterij sil trochgean te ferheegjen, en de feiligensklep sil nei in bepaald nivo iepenje.It kontakt fan it aktive materiaal mei de loft genereart fierder mear waarmte.
Stúdzjes hawwe oantoand dat it ferminderjen fan de hoemannichte elektrolyt de produksje fan waarmte en gas signifikant sil ferminderje by overladen.Dêrnjonken is ûndersocht dat as de batterij gjin spalk hat of de feiligensklep net normaal kin wurde iepene by it oerladen, de batterij is gefoelich foar eksploazje.
Lytse oerladen sil gjin thermyske runaway feroarsaakje, mar sil feroarsaakje fan kapasiteit.De stúdzje fûn dat wannear't de batterij mei NCM / LMO hybride materiaal as de positive elektrodes wurdt overcharged, der is gjin dúdlik kapasiteit ferfal doe't de SOC is leger as 120%, en de kapasiteit ferfalt signifikant as de SOC is heger as 130%.
Op it stuit binne d'r rûchwei ferskate manieren om it probleem fan overladen op te lossen:
1) De beskermingsspanning wurdt ynsteld yn 'e BMS, meastentiids is de beskermingsspanning leger as de peakspanning by overladen;
2) Ferbetterje de overlading ferset fan 'e batterij troch materiaal modifikaasje (lykas materiaal coating);
3) Add anty-overcharge additieven, lykas redox-pearen, oan 'e elektrolyt;
4) Mei it brûken fan spanning-gefoelige membraan, as de batterij wurdt overcharged, de membraan ferset wurdt gâns fermindere, dat fungearret as in shunt;
5) OSD- en CID-ûntwerpen wurde brûkt yn fjouwerkante aluminium shell-batterijen, dy't op it stuit gewoane anty-overcharge-ûntwerpen binne.De tasbatterij kin in ferlykber ûntwerp net berikke.
Referinsjes
Energy Storage Materials 10 (2018) 246-267
Dizze kear sille wy de spannings- en temperatuerferoaringen fan 'e lithium-kobaltokside-batterij yntrodusearje as it oerladen is.De foto hjirûnder is de overcharge spanning en temperatuer kromme fan de lithium kobalt okside batterij, en de horizontale as is de delithiation bedrach.De negative elektrodes is grafyt, en de electrolyte solvent is EC / DMC.De batterij kapasiteit is 1.5Ah.De oplaadstroom is 1.5A, en de temperatuer is de ynterne temperatuer fan 'e batterij.
Zone I
1. De batterij spanning nimt stadichoan.De positive elektrodes fan lithium kobalt okside delithiates mear as 60%, en metalen lithium wurdt precipitated op 'e negative elektrodes kant.
2. De batterij is bulten, wat kin wurde troch hege druk oksidaasje fan 'e elektrolyt oan' e positive kant.
3. De temperatuer is yn prinsipe stabyl mei in lichte opkomst.
Sône II
1. De temperatuer begjint stadichoan te ferheegjen.
2. Yn it berik fan 80 ~ 95% nimt de impedânsje fan 'e positive elektrodes ta, en de ynterne wjerstân fan' e batterij nimt ta, mar it nimt ôf op 95%.
3. De batterij spanning grutter 5V en berikt it maksimum.
Sône III
1. By sawat 95% begjint de batterijtemperatuer rap te ferheegjen.
2. Fan sa'n 95%, oant tichtby 100%, sakket de batterijspanning in bytsje.
3. As de ynterne temperatuer fan 'e batterij sa'n 100 ° C berikt, sakket de batterijspanning skerp, wat kin wurde feroarsake troch de fermindering fan' e ynterne wjerstân fan 'e batterij troch de ferheging fan temperatuer.
Sône IV
1. As de ynterne temperatuer fan 'e batterij heger is as 135 ° C, begjint de PE-separator te smelten, de ynterne wjerstân fan' e batterij rint fluch, de spanning berikt de boppegrins (~ 12V), en de aktuele falt nei in legere wearde.
2. Tusken 10-12V is de batterijspanning ynstabyl en de stroom fluktuearret.
3. De ynterne temperatuer fan 'e batterij rint fluch, en de temperatuer rint op 190-220 ° C foardat de batterij brekt.
4. De batterij is brutsen.
De oerladen fan ternêre batterijen is fergelykber mei dy fan lithium kobalt okside batterijen.By it oerladen fan ternêre batterijen mei fjouwerkante aluminiumshells op 'e merk, sil de OSD of CID aktivearre wurde by it ynfieren fan Zone III, en de stroom sil ôfsnien wurde om de batterij te beskermjen fan oerladen.
Referinsjes
Journal of The Electrochemical Society, 148 (8) A838-A844 (2001)
Post tiid: Dec-07-2022