西安叉车牵引电池回收之锂电池的安全测试
过充是目前锂电池安全测试中较难通过的一项,因此有必要了解过充机理及目前防过充的措施。锂电池过充时会产生热量和气体,热量包括欧姆热和副反应产生的热,其中欧姆热占主要。
过充引发的电池副反应,首先是过量的锂嵌入负极,在负极表面会生长锂枝晶(N/P比会影响锂枝晶生长的起始SOC)。其次是过量的锂从正极脱出,引起正极结构坍塌,放出热量和释放出氧。氧气会加速电解液的分解,电池内压不断升高,一定程度后安全阀开启。活性物质和空气的接触会进一步产生更多的热量。
![](https://www.feipinzhan.com/file/upload/202105/13/1025055011671.jpg)
西安叉车牵引电池回收之锂电池失效现象的范围
锂电池失效过程中常有的隐性失效现象有正负极内短路、析锂、极片掉粉、隔膜老化、隔膜阻塞、隔膜刺穿、电解液干涸、电解液变性失效、负极溶解、过渡金属析出(含析铜)、极片毛刺、卷绕(或叠片)异常、容量跳水、电压异常、电阻过高、循环寿命异常、高/低温性能异常等。
失效现象的范围常常会与失效模式的范围有交集,失效现象更偏向对现象的直接描述, 属于对失效过程的信息收集和描述;失效模式一般理解为失效的性质和类型,是对失效的归类和划分。锂电池失效现象是电池失效表现的大集群,对其进行定义和分类是十分必要的。
![](https://www.feipinzhan.com/file/upload/202105/13/1023037311671.jpg)
西安叉车牵引电池回收之失效是失效原因的最终表现
失效是失效原因的最终表现,也是失效原因在一定时间内叠加失效现象的结果。失效分析的重要任务之一是对失效原因进行准确判定。
常见的锂电池失效原因有活性物质的结构变化、活性物质相变、活性颗粒出现裂纹或破碎、过渡金属溶出、体积膨胀、固体电解质界面(SEI)过度生长、SEI分解、锂枝晶生长、电解液分解 或失效、电解液不足、电解液添加剂的失配、集流体腐蚀或溶解、导电剂失效、黏结剂失效、隔膜老化失效、隔膜孔隙阻塞、极片出现偏析、材料团聚、电芯设计异常、电芯分容老化过程异常等。
![](https://www.feipinzhan.com/file/upload/202105/13/1041361111671.jpg)
西安叉车牵引电池回收之锂电池的失效问题分析
锂电池的失效原因并不总能与失效一一对应, 存在“一对多”、“多对一”和“多对多” 的关系。某一失效原因可能在时间跨度中有不同的表现, 例如充放电制度异常导致大电流充放电,最开始可能会表现出极化较大,中间阶段会因锂枝晶的析出导致内短路, 随后伴随着锂枝晶的分解与再生, 最后可能会出现热失控。
某一失效原因可能会发生多种截然不同的失效, 例如局部过渡金属的析出,可能会产生气体, 形成鼓胀的失效表现,但也可能因为内短路形成局部发热, 进而导致隔膜收缩,引起大面积的热失控。某一个失效现象可能对应着多种失效原因,例如容量衰减究其失效机理有材料结构变化、微结构破坏、材料间接触失效、电解液失效或分解、导电添加剂失效等。
![](https://www.feipinzhan.com/file/upload/202105/13/101408144227.jpg)
西安叉车牵引电池回收之锂电池的失效的方向
锂电池的失效分析分为两个方向:
其一为基于锂电池失效的诊断分析, 是以失效为出发点, 追溯到电池材料的失效机理, 以达到分析失效原因的目的;
其二为基于累积失效原因数据库的机理探索分析, 是以设计材料的失效点为出发点, 探究锂电池失效发生过程的各类影响因素, 以达到预防为主的目的.
西安叉车牵引电池回收之什么是“三元”锂电池
所谓“三元”锂电池指的是其正极材料有镍、钴、锰(NCM)三种元素,镍用于提升容量,钴为了稳定结构,锰作用在于降低成本以及提高材料的结构稳定。镍比例越高、钴和锰比例越少则能量密度越大,但安全性降低。
为提升能量密度,NCM配比从“111(N:C:M=1:1:1)”,提升到“523”,再到“811”。该路线一直是三元正极材料发展的主流方向。另一个方向对应的就是单晶路线(重点来啦)。新发布的电芯正极使用的是单晶5系材料。单晶材料更适合做高电压。目前,商业化的三元正极材料大多是由纳米级别一次颗粒团聚形成的10微米左右的二次球型多晶材料。
对多晶、单晶没有概念的可以参照一下石英砂与玻璃,两者同样都是二氧化硅,石英砂就是多晶材料,玻璃则可以认为是单晶材料。
西安叉车牵引电池回收之充放电倍率是越高越好
“C”是形容电池充放电电流大小的专用符号。1C放电就代表1小时内把电池从满电放到空的电流大小。充放电倍率=充放电电流/额定容量;例如:额定容量为100mAh的电池用20mA放电时,其放电倍率为0.2C。电池放电C率,1C,2C,0.2C是电池放电速率:表示放电快慢的一种量度。
一般情况一颗动力电池使用10C放电放出的能量是1C放电下的85%左右,而使用20C放出的能量可能只有1C放电下的70%左右。 相对同等容量的电池来说电池倍率越高其电池材料和技术要求越高,所以说倍率越高电池越好。但电池还是合适才好,动力型和容量型区分开使用才能让电池达到最好的效果。