關(guān)于鋰離子電池健康狀態(tài)影響因素以及研究意義解析
在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你可能并不知道它的一些組成部分,比如它可能含有的鋰離子電池,那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)鋰離子電池。近年來,國內(nèi)外有很多文獻(xiàn)研究鋰離子電池老化機(jī)理和規(guī)律,普遍認(rèn)為鋰離子沉積、SEI膜增厚和活性物質(zhì)損失等是造成電池老化和容量衰減的重要原因。
1.溫度對(duì)電池SOH的影響:溫度通常被認(rèn)為是影響電池健康的重要因素。溫度對(duì)電池性能有雙重影響。一方面,高溫將加速電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng),并提高電池的效率和性能。同時(shí),高溫將加速某些不可逆的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,這將減少電池的活性物質(zhì)并導(dǎo)致電池的老化和容量降低。一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,高溫將加速電池電極SEI膜的上升,并且鋰離子穿透SEI膜的難度增加,這等效于電池內(nèi)阻的增加。
2.充電和放電電流速率對(duì)電池SOH的影響:充電和放電速率會(huì)影響電池的壽命。索尼18650電池經(jīng)歷了三種不同放電率的300次循環(huán),電池容量分別衰減了9.5%,13.2%和16.9%。電池的內(nèi)阻分別增加了12.4%,18.3%和27.7%。同時(shí),高速率放電會(huì)在電池內(nèi)部產(chǎn)生更多的熱量,從而加速電池老化。在電子顯微鏡下觀察到高速電池放電的電極表面的SEI膜比率低。速率放電應(yīng)較厚。
3.放電深度對(duì)電池SOH的影響:電池充電和放電的深度會(huì)影響電池的健康和老化。一些人認(rèn)為電池已經(jīng)積累了總的傳遞能量,并且電池的容量衰減和老化分析是基于總的傳遞能量。通過對(duì)鋰離子電池不同放電深度的循環(huán)測(cè)試,分析了電池的累積轉(zhuǎn)移能與電池容量衰減之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)在電池容量衰減至85%之前,電池的累積轉(zhuǎn)移能深度放電與淺放電和淺放電兩種模式基本相同。當(dāng)電池容量下降到85%?75%時(shí),電池傳遞的累積能量以及深充電和深放電模式的能量效率要好于淺充電和淺放電模式。
4.循環(huán)間隔對(duì)電池SOH的影響:電池的充放電循環(huán)間隔也會(huì)影響電池的老化過程。充放電電池的內(nèi)阻在不同的循環(huán)間隔內(nèi)是不同的,因此電池在循環(huán)中的熱量和反應(yīng)會(huì)略有不同,這將影響電池的長(zhǎng)期健康和老化。因此,一些專家建議電池SOC應(yīng)在20%至80%的范圍內(nèi),這有利于電池健康和循環(huán)壽命。
5.充放電截止電壓對(duì)電池SOH的影響:電池的過充電和過放電會(huì)影響電池的健康,不適當(dāng)?shù)纳舷藓拖孪揠妷簳?huì)影響電池。放電截止電壓越低,電池的內(nèi)阻就越大,這將導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱,同時(shí)引起額外的副反應(yīng),電池活性物質(zhì)的減少和負(fù)極的塌陷。石墨片,加速電池老化和容量降低。過高的充電截止電壓會(huì)導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增加,電池的內(nèi)部發(fā)熱會(huì)增加,過度充電會(huì)導(dǎo)致負(fù)極中鋰沉淀的現(xiàn)象以及相應(yīng)的副反應(yīng)增加,從而影響電池的容量和老化電池。
鋰離子電池健康狀態(tài)研究意義
1.電池管理的意義:電池管理系統(tǒng)估計(jì)電池的充電狀態(tài)和剩余電量與電池的容量有關(guān)。如果電池管理系統(tǒng)能夠掌握電池的老化規(guī)律和健康狀況,將有助于其完成電池管理的整個(gè)生命周期。
2.對(duì)電池使用和維護(hù)的意義:SOH研究有助于了解影響電池老化的因素,并為電池使用和維護(hù)提供理論指導(dǎo)。對(duì)于電池的使用和維護(hù),了解影響電池老化的因素可以減少高溫和低溫,過度充電和過度放電以及其他有害的電池使用情況;了解電池的當(dāng)前健康狀況可以幫助確定電池固有的隱患和壽命。提供電池維護(hù)和更換參考。
3.電池經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的意義:SOH的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)電池的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)具有重要意義。鋰離子電池的不同應(yīng)用場(chǎng)景,使用方法和維護(hù)方法會(huì)導(dǎo)致電池壽命的差異,這使得電池成本高昂且經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)評(píng)估(例如收益)存在差異。通過SOH研究建立了電池老化模型,為電池分析提供經(jīng)濟(jì)供應(yīng)數(shù)據(jù)支持,將為公司的投資決策,政府政策制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供有效的幫助。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容,大家對(duì)鋰離子電池有了初步的了解,同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中,做好總結(jié),這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。