铜川32650锂电池回收之在电动船舶领域的应用展望  

  电动化的浪潮在船舶领域正加速席卷。电动船舶和电动汽车的应用领域大有不同，对锂电池的性能要求侧重点也不尽相同。目前不少电池企业已经加快了锂电船舶布局，宁德时代、亿纬锂能和国轩高科是电动船舶领域布局的典型代表企业。就目前来看亿纬锂能、宁德时代、国轩高科所布局的电动船舶，无一例外都采用了磷酸铁锂电池。

  目前，相比传统的燃油成本，磷酸铁锂电芯价格在船舶应用领域已具备经济性。安全性方面，近年磷酸铁锂动力电池及BMS电池管理系统发展迅速，充放电倍率的提高使船舶启动加速及动力操控性更好，也已经具备了在船舶上推广应用的技术条件。磷酸铁锂电池以其高安全性、长寿命、低成本、性能均衡等多方优势成为现阶段船舶用动力电池的最优选择。

铜川32650锂电池回收之电池的能量密度

  在提高电池能量密度的同时，电池的安全性是不得不考虑的问题。从根本上消除锂离子电池的安全隐患仍在于电池材料安全性的提高。但对于正极材料，这两方面是矛盾的。比如，前面已经讲到，提高镍含量能够提高能量密度，但是镍含量提高意味着安全性降低.有什么办法从别的方面加强电池的安全性，从而更放心的提升能量密度呢？

  这时候就要从电解质角度考虑了。大量研究表明，液态电解质参与了电池热失控过程的大部分反应，并极大降低了电池的初始反应温度，也就是让热失控的门槛变得更低。所以提髙电解质安全性是实现电池安全的最有效方法之一。液态电解质的物理特性决定了其始终无法避免泄露，同时也不利于缩小电池体积从而提髙能量密度，因此为了提高能量密度和安全性，电解质的固态化就成了趋勢。

  我们把电极和电解质均为固态的电池称为固态电池。固态电池电芯内部不含液体不仅安全性更高，还可实现先串并联后组装，减少了封装壳体用料，PACK设计大幅简化，这也提高了电池成组后的能量密度。

铜川32650锂电池回收之锂电池失效的难点分析

  锂电池失效原因与失效之间并不是简单的“一对一”模式, 还有“ 一对多”、“多对一”、“多对多”等多维关系。此外,引起锂电池失效的原因分为内因和外因,可以是来自组成材料本身的结构、物化性质的变化,也可以是设计制造、使用环境、时间跨度等复杂因素。因此, 锂电池的失效原因和失效之间的构效关系十分复杂。

  例如,正/负极材料的结构变化或破坏,都会产生容量上的衰减、倍率性能下降、内阻增大等问题; 隔膜老化、刺穿是电池内短路的重要因素; 电池的设计,极片涂布、滚压、卷绕等过程都直接与电池容量及倍率性能的发挥密切相关;高温环境会导致电池电解液发生分解变质,也会引起容量衰减、内阻增大、产气等问题。故想用单一失效原因去描述并剖析失效是不正确的, 且需要用定量角度剖析多种失效原因在某一阶段的影响权重和主次关系, 才能对失效电池进行准确的评估, 并针对性地提出合理的措施。

铜川32650锂电池回收之锂电池过充的区域特征

  锂电池过充大致可分为4个区域，每个区域的特征如下： 

  I区 1.电池电压缓慢上升。钴酸锂正极脱锂超过60%，在负极侧析出金属锂。 2.电池鼓胀，可能是由于电解液在正极侧高压氧化。 3.温度基本稳定，略有上升。 

  II区 1.温度开始缓慢升高。 2.在80~95%范围内，正极阻抗增大，电池内阻增加，但在95%有所减小。 3.电池电压超过5V，达到最高。 

  III区 1. 大约在95%，电池温度开始快速升高。 2. 从大约95%开始，直到接近100%，电池电压稍稍下降。 3. 当电池内部温度达到大约100℃，电池电压急剧下降，可能是温度升高致电池内阻降低所引起的。 

  IV区 1. 电池内部温度高于135℃，PE隔膜开始融化，电池内阻快速升高，电压达到上限（~12V），电流降至一个较低的值。 2. 在10-12V之间，电池电压不稳定，电流也有波动。 3. 电池内部温度快速升高，电池破裂前温度上升到190-220℃。 4. 电池破裂。 三元电池过充与钴酸锂电池相似，目前市场上的三元方形铝壳电池过充时，大致控制在进入III区时OSD或CID启动，切断电流，保护电池不再过充。

铜川32650锂电池回收之电池失效的流程分析

  除了失效分析流程的设计外,锂电池失效分析主要步骤还包括失效信息采集、失效机理研究、测试分析手段等内容。采集锂电池的失效信息,包括直接失效现象、使用环境、使用条件等内容。

  虽然失效分析工作内容主要包括明确分析对象、收集失效信息、确定失效模式、研究失效机理、判定失效原因、提出预防措施. 但失效分析不应局限于以找出产品失效的本质原因为目的,应引发到对技术管理方法、标准化规范、失效现象深层次机理的思考, 以及融入大数据和仿真模拟等新思维.

铜川32650锂电池回收之内阻当然是越小越好

   电池内阻这参数跟负载轻重、电池温度等因素变化而变化，电池寿命减少内阻也在逐渐增大。内阻越小的电池越可以高倍率充放电，18650的普通容量型电池内阻在50mΩ左右，动力型的18650电池在20mΩ以内。  现在测电池内阻的大小市面上有多种多样的内阻测试仪都可以测出来，比较方便！  

  电池的一致性  最后一方面的就是单电池组成电池组，电池组的电池一致性要求比较高。一般采用相同材料、相同工艺生产的电池在容量、内阻、充放电曲线上的一致较好。电池能否大规模组成电池组这一点非常关键，电池组规模越大对一致性要求越高。

铜川32650锂电池回收之锂电池过充机理及防过充措施

  本文通过实验和仿真研究了一款正极为NCM111+LMO的40Ah软包电池的过充性能，过充电流分别为0.33C、0.5C和1C。电池尺寸为 240mm * 150mm * 14mm。（按照额定电压3.65V计算，其体积比能量约290Wh/L，比能量还是比较低的） 过充过程中的电压、温度和内阻变化见。

  可以大致分为四个阶段： 第一阶段：1<SOC<1.2，电池内部没有发生明显的副反应，电池温度和内阻变化较小。 第二阶段：1.2<SOC<1.4，正极中的Mn发生溶解，在正极侧电解液氧化，在负极表面金属锂析出。金属锂与溶剂反应使SEI膜变厚，电池阻抗增加，电池温度开始缓慢上升。 第三阶段：1.4<SOC<1.6，电池温度上升加快，电池鼓胀明显，正极侧电解液氧化加速，放出大量的热和气体。负极表面金属锂继续析出，SEI膜开始分解，锂化的石墨与电解液发生反应。由于正极材料结构的变化，电池电压达到峰值5.2V后略微下降。 第四阶段：SOC>1.6，电池内压超限，壳体发生破裂，隔膜收缩变形，电池热失控。电池内部发生短路，大量能量迅速释放，电池温度急剧上升至780℃。

铜川32650锂电池回收之全自动电池的拆解仪器

  全自动电池拆解仪器目前处于试用阶段,发展了针对不同型号电池的气体收集装置,以及发展了常规测试设备的气氛保护壳或样品转移盒以实现样品转移和测试过程中的惰性气氛保护。

  锂电池内部各类失效常规的表征分析技术,分别从电极和材料两个角度讲解了电极表面覆盖膜、颗粒表面覆盖膜、材料孔隙堵塞、材料接触失效、颗粒破碎、过渡金属溶出与迁移等失效的表征技术。而在更为微观的原子层面的材料失效表征,以及三维成像表征方面仍然存在不足。

  因此,一些原位实验技术、同步辐射技术、中子衍射技术、重构成像技术、纳米CT、球差电镜等也被引入到锂电池失效分析中, 揭示了更深层次的失效机理。但失效分析并不是以高端表征分析手段为噱头,而是根据失效问题进行严格、完备的逻辑分析后, 制定合适的分析流程,采用必要的表征分析手段。