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電池老化會影響電池的安全性嗎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月20日  

就像人出生后就在開始慢慢變老一樣,動力電池自化成分容量后就開始了老化過程,時間永遠是把殺豬刀。老化對于動力電池安全性的影響一直是很重要的話題。有沒有可能出現新鮮電池安全性很好,能通過過充、加熱等各項安全測試,而老化后電池安全性變差的情況呢?這是很多人都關心的問題。

一.錳酸鋰(LiMn2O4)軟包電池存儲老化后熱穩定性測試


實驗所用為LiMn2O4軟包電池,電池具體信息如表1所示。為了加速實現老化效果,100%SOC電池被分為五組分別在55℃存儲了10、20、40、68和90天,隨后在如圖1所示的BTC裝置中進行熱穩定性測試。BTC裝置采用類似ARC的Heat-Wait-Seek-Track模式,起始溫度40℃,步進為10℃,自產熱速率定義為0.03℃/min,實驗停止條件為溫度達到200℃或內部壓力超過2bar。


55℃存儲電池容量保持率同存儲時間關系曲線。


隨著存儲時間延長電池熱穩定性變化。


如圖3所示,55℃存儲10、20、40、68和90天電池容量保持率分別為92.5%、85.1%、78.5%、71.7%和68.0%。圖3中T1為電池起始產熱溫度,T2為電池電壓下降溫度,T3為電池熱失控溫度。如圖3所示,隨著存儲時間增加、電池老化增大,T1和T3均呈現上升趨勢,表明電池的熱穩定性逐步增強。


二.NCA18650電池存儲或循環老化后加熱產熱量和產氣量分析


實驗所用的三種NCA18650電池相關信息。


老化后電池加熱測試裝置圖[3]:(a)電阻絲加熱爐;(b)熱電偶;(c)惰性氣體入口;(d)放氣口;……


NCA18650電池加熱熱失控概覽。本實驗所用為NCA18650電池,其中NCR18650BF和INR18650-35E質量、容量和能量幾乎一致,但前者用于低功率而后者用于高功率;ICR18650HE4的容量和能量相對較低。18650電池分別用循環和存儲兩種方式進行老化直至容量衰減至80%SOC,其中存儲老化溫度為60℃。老化后的電池滿充后在如圖1所示的裝置中進行加熱測試,NCA18650電池加熱熱失控的大致特征


三.結論


(1)從以上兩篇文獻報道來看,老化后電池的熱穩定性確實有所提高,特別是高溫存儲老化;


(2)以上分析均是通過加熱方式觸發,電和機械方式觸發電池熱失控的表現有待進一步對比研究;


(3)新鮮電池和老化后電池在濫用測試中的表現有待深入研究,特別是熱穩定性上的差異是否會對測試能否通過產生決定性影響。


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