鋰離子電池長時間儲存有什么危害?
鋰離子電池長時間儲存的應用領(lǐng)域比如醫(yī)療、特種應用設(shè)備及配用電源等,電池具有良好的長期儲存性能就顯得尤為重要。鋰離子電池內(nèi)部是個較為復雜的電化學體系,長時間擱置后內(nèi)部的平衡狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,累積到一定程度時,電池往往會發(fā)生以下幾個方面的變化:
1、物理特性
根據(jù)鋰離子電池時間存儲的后的實際證明,電池在物理特性(外觀、尺寸、重量等)會發(fā)生一定的變化,尤其是外觀特性。在存儲環(huán)境的溫度和濕度不佳的場合,這種變化趨勢更為明顯。
在濕度較大的情況下,鋰離子電池長時間放置后,其增重要明顯高于在濕度較低情況下放置的電池。如電池鋼殼部分在濕度較高的情況下易產(chǎn)生銹跡,從而產(chǎn)生質(zhì)量輕微增加的現(xiàn)象。鐵銹不會對電池的內(nèi)部狀態(tài)產(chǎn)生影響,但會直接影響對產(chǎn)品的出貨和可能對與其配套的電子元器件產(chǎn)生負面影響。
2、電化學特性
鋰離子電池長時間儲存會有一些副反應,如電解液分解、活性物質(zhì)溶解、鋰沉積等。長時間擱置后,鋰離子電池內(nèi)部的平衡狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,累積到一定程度時,電池會發(fā)生較為明顯的變化,會直接在電池的電化學特性上得到體現(xiàn)。
1)容量
長期擱置的鋰離子電池容量變化主要體現(xiàn)在兩點:一是電池保有容量的降低,主要由自放電引起;二是不可逆容量的增加,主要取決于電池內(nèi)部化學體系間的不可逆消耗反應。自放電現(xiàn)象在所有鋰離子電池中都是不可避免的。由于自放電而導致的容量損失可分為可逆和不可逆兩類:可逆指的是對鋰離子電池充電時可以恢復的那部分容量,不可逆損失即是指不能恢復的容量。對于電池制造商和電池用戶來說,降低長期放置后的電池容量損失是必須的。
2)內(nèi)阻
電池內(nèi)阻是指正負兩端之間的電阻,是集流體、電極活性物質(zhì)、隔膜、電解液、導電柄、端子的電阻之和。對于鋰離子電池來說,內(nèi)阻越小,電池放電時所占用的電壓越小,越能輸出更多的能量。但對于長期存儲的電池來說,電阻往往會隨著存儲時間的增加而升高。超過一定的電阻會引起電池內(nèi)部超過基準從而報廢或降級,因而需關(guān)注電池長期存貯過程中的電阻變化。
溫度對內(nèi)阻的響較大:25℃時,鋰離子電池保存32天,內(nèi)阻變化為0.57mQ;50℃時,電池保存1個月,內(nèi)阻則增加2.64mΩ;當環(huán)境溫度達到75C時,電池電阻變化出現(xiàn)急速變化,擱置同樣的天數(shù),電阻增加值為8.18mΩ,增加幅度為25℃時的14倍。
3)放電特性
長期存貯后鋰離子電池的放電特性呈下降趨勢。長期存儲的電池低溫性能明顯下降。
綜上所述,長期存儲后鋰離子電池的綜合特性呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。為降低長期貯存對電池各方面性能的負面影響,應在以下幾方面進行管控:
(1)控制貯存環(huán)境的溫、濕度,將電池貯存在低溫和干燥的環(huán)境中,有利于其外觀及內(nèi)部性能的長期保持。
(2)定期激活電池,在貯存一定周期后以小電流對電池進行一到兩次的充放電活化,有利于降低電池的不可逆容量損失;
(3)控制電池長期貯存的荷電狀態(tài)。吳國良的研究表明,將電池荷電容量控制在半電態(tài)(40%~60%額定容量),有利于電池的長期存儲。
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