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三元鋰電池老化介紹

現(xiàn)階段大多數(shù)廠家多是采用發(fā)熱管或者燃油加熱烘干老化電池，電池老化房的使用時(shí)間長(zhǎng)，使用頻率高，能耗大，鋰電池的循環(huán)壽命，一直是電動(dòng)汽車買家最關(guān)心的參數(shù)之一。鋰電池是怎樣變老的？老化總是與失效連在一起出現(xiàn)，但確切的說，老化和失效是兩個(gè)概念。老化，是指動(dòng)力電池性能參數(shù)隨著時(shí)間的推移變差，是量變過程，參數(shù)主要指電池最大可用容量、內(nèi)阻和功率。失效，是電池完全失去工作能力的過程，時(shí)間上相對(duì)短暫，是質(zhì)變。老化的積累是失效的一個(gè)重要原因。

1 影響老化的因素

動(dòng)力電池最佳工作溫度是15℃-35℃，但在日常應(yīng)用中，不可能完全滿足電池的需要，因此，最常見的影響電池老化的場(chǎng)景就是高溫，低溫。

除了環(huán)境以外，電池工作參數(shù)，也會(huì)對(duì)老化起到加速或者減速的作用，因此電芯充放電參數(shù)的選擇影響顯著。

在以上列舉的外部因素作用下，電池電極材料等在電化學(xué)反應(yīng)過程中，發(fā)生正常充放電以外的副反應(yīng)，導(dǎo)致老化的發(fā)生。

2 典型老化過程

老化過程中，具體都會(huì)發(fā)生哪些細(xì)節(jié)過程，跟正負(fù)極材料，電解液和隔膜的選擇有密切關(guān)系，本文解說大略的老化過程，暫時(shí)不針對(duì)具體材料做詳細(xì)解釋。

2.1 高溫老化

50℃至60℃，是一般鋰電池能夠允許的工作溫度范圍上限。在較高溫度下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電解液活性較強(qiáng)，容易發(fā)生分解反應(yīng)，分解產(chǎn)物與正極材料結(jié)合，是對(duì)正極材料的消耗；正極結(jié)構(gòu)材料遭到腐蝕，晶格結(jié)構(gòu)由于缺少足夠材料的支撐發(fā)生坍塌，鋰離子的空位減少，正極容納鋰離子的能力下降，使得電池容量遭受損失；

同時(shí)，正極材料反映的產(chǎn)物，游蕩在電解液中，可能附著在正負(fù)極電極的表面。電極表面被不能參與充放電過程的物質(zhì)覆蓋，阻礙了電化學(xué)過程的順利發(fā)生，電芯內(nèi)阻增加。

高溫過程對(duì)老化的影響，主要在正極發(fā)生，對(duì)負(fù)極的影響占比較小。

2.2 低溫老化

環(huán)境溫度達(dá)到0℃以下，鋰電池的性能開始受到低溫的明顯影響。SIE膜，是電芯化成過程中，負(fù)極材料與電解液之間反應(yīng)生成的一層鈍化膜，對(duì)負(fù)極材料具有保護(hù)作用。

在低溫工作過程中，SEI膜生長(zhǎng)，消耗部分電解液中的活性鋰離子，使得電解液中導(dǎo)電離子的濃度降低，電池可用容量遭到永久性損失。SEI膜的增厚，使得鋰離子穿過膜層到達(dá)負(fù)極的困難增加，與導(dǎo)電鋰離子的濃度降低問題疊加在一起，電芯內(nèi)阻隨之增大。

低溫下充電，尤其是充電電流比較大時(shí)，負(fù)極還會(huì)發(fā)生另外一個(gè)副反應(yīng)——鋰單質(zhì)析出。低溫下，鋰離子活性下降，勉強(qiáng)充電，使得過量的鋰離子聚集在負(fù)極周圍，來不及穿過SEI膜到達(dá)負(fù)極嵌入，就沉積在負(fù)極表面，形成純鋰層。這個(gè)過程在過低溫度的充電過程中容易發(fā)生，并且不可逆轉(zhuǎn)。隨著使用循環(huán)的累積，鋰單質(zhì)也會(huì)持續(xù)積累，枝晶不斷生長(zhǎng)，使得刺破隔膜的風(fēng)險(xiǎn)也在不斷累加。

鋰電池低溫工作，老化問題主要發(fā)生在負(fù)極，正極的副反應(yīng)也存在，但影響不顯著。

2.3 大電流充放電

以超過設(shè)計(jì)放電能力的電流放電，一方面，電流的熱效應(yīng)，帶來電池自身溫度的上升，高溫老化的副反應(yīng)逐漸加?。涣硪环矫?，大電流帶來了過量的鋰離子需要嵌入正極材料，對(duì)材料的穩(wěn)定性造成沖擊。

大電流放電，同樣存在發(fā)熱問題和正極材料脫嵌穩(wěn)定性問題。同時(shí)，過多的鋰離子運(yùn)送到負(fù)極，超過負(fù)極的能力，使得鋰單質(zhì)的沉積現(xiàn)象發(fā)生。不僅會(huì)損失容量，長(zhǎng)期使用的熱失控風(fēng)險(xiǎn)上升，危害更嚴(yán)重。

2.4過壓欠壓充放

過壓充電和欠壓放電，都會(huì)帶來正極材料的相變問題，使得容納鋰離子空位減少，電芯最大可用容量受到影響。

2.5 自放電

電芯的自放電隨時(shí)隨地都在發(fā)生，當(dāng)溫度較高，荷電量較高時(shí)，自放電過程更加顯著。自放電過程，會(huì)帶來電池可逆容量和不可逆容量的共同損失。自放電的產(chǎn)物，附著在電極表面，堵塞鋰離子通道，減少鋰離子嵌入位置，進(jìn)而帶來電芯永久容量損失。

3 模組的老化

鋰電池通過串聯(lián)、并聯(lián)組成模組，模組的老化直接受到單體電芯老化的影響。加之，電芯老化的同時(shí)，帶來電芯之間一致性的惡化，使得模組的老化會(huì)在電芯老化的基礎(chǔ)上，老化程度有所放大。

除了受到電芯老化的影響，模組還會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)和導(dǎo)電件氧化腐蝕等因素的影響，加深老化程度。模組內(nèi)部電芯與匯流銅排之間，銅排與模組接線端子之間通過焊接或者螺釘連接保持緊密接觸，保證電阻在合理范圍。而振動(dòng)和氧化帶來的連接電阻的增加，使得模組內(nèi)部電阻的分布情形發(fā)生了變化。這些變化可能影響電芯電壓的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而影響電芯的充放電和均衡過程。

惡劣的環(huán)境和超負(fù)荷的工作參數(shù)，使得老化過程更加顯著，研究者更易于觀察。實(shí)際上，老化過程一直在無聲無息的進(jìn)行著。電芯有兩個(gè)壽命，日歷壽命和循環(huán)壽命。從日歷壽命這個(gè)名字就可以感受到，老化的不眠不休。因此，對(duì)電芯老化影響因素的研究，只是在設(shè)法降低違規(guī)操作帶來的加速老化。

三元鋰電池老化房設(shè)計(jì)要求

1，房間大小

2，可有做保溫

3，三元里電池的擺放方式

4，老化溫度要求

5，老化時(shí)間要求

三元里電池老化房的節(jié)能原理
 空氣能三元里電池老化房的原理是利用逆卡諾循環(huán)原理，吸收環(huán)境中和充放電車間的熱能，經(jīng)熱泵裝置提升到為高溫高品位的熱能；冷媒（氟利胺）通過壓縮機(jī)做功，變成為高溫高壓氣體（溫度高達(dá)80-115℃），進(jìn)入室內(nèi)側(cè)的換熱器，利用風(fēng)機(jī)和冷凝器同烘干房?jī)?nèi)部空氣來交換排放熱量，升溫三元里電池老化房?jī)?nèi)空氣溫度。加熱后的熱風(fēng)通過給烘干房?jī)?nèi)的三元里電池加熱老化，

 三元鋰電池老化房的特點(diǎn)                   

1、安裝方便快捷簡(jiǎn)單：安裝、拆遷方便，占地面積少，安裝時(shí)間短。

2、高效節(jié)能：只需消耗少量的電能，就可以在空氣中吸收大量的熱量，耗電量?jī)H為電加熱器的1／4；同燃煤、油、燃?xì)夂娓蓹C(jī)相比，可節(jié)省60%左右的運(yùn)行費(fèi)用。1度電等于4度電。 

3、環(huán)保無污染：無任何的燃燒物及排放物，是一種可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保型產(chǎn)品。

4、運(yùn)行安全可靠：整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行無傳統(tǒng)干燥器(燃油、燃?xì)饣螂娂訜?中可能存在的易燃、易爆、中毒、短路等危險(xiǎn)，是一種絕對(duì)安全可靠的半封閉干燥系統(tǒng)。

5、使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低：是在傳統(tǒng)空調(diào)的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的性能穩(wěn)定、可靠，使用壽命長(zhǎng)；運(yùn)行安全可靠，全自動(dòng)免人工操作，智能化控制。 

6、方便，自動(dòng)化、智能化程度高：采用自控恒溫裝置，24小時(shí)連續(xù)干燥作業(yè)。

7、適用范圍廣，不受氣候影響

 8、功能多樣化:可以升溫、也可降溫、還可以恒溫.

9、在給老化房加熱的同時(shí)還可以，給充放電車間降溫。

10、溫度控制準(zhǔn)確，可以恒定溫度正負(fù)1度，溫度加熱均勻

11、投資回報(bào)率見效快。

售后服務(wù)說明
東莞翔晟節(jié)能設(shè)備有限公司時(shí)刻準(zhǔn)備著為您提供服務(wù)。我們建立起相對(duì)完善的售后服務(wù)體系和網(wǎng)絡(luò)。
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