过充循环对锂离子电池老化及安全性影响

作     者：张青松 赵启臣 ZHANG Qingsong;ZHAO Qichen

作者机构：中国民航大学飞机防火与应急研究所天津300300 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2020年第46卷第10期

页      面：3390-3397页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合项目(U1333123) 民航安全能力建设资金项目(TRSA-20600726) 

主　　题：锂离子电池 过充循环 电化学阻抗谱 老化 安全性 

摘      要：由于电池组的不一致性以及充电装置的故障,锂离子电池在使用过程中会出现过度充电现象。为探究过充循环对电池老化及安全性影响,基于电化学阻抗谱法对锂离子电池在过充循环下的衰退过程和老化机理进行了定性与定量研究;对新旧锂离子电池进行了过充安全性测试。结果表明:相比于正常循环,过充循环会使电池容量快速下降,进而加速电池的老化,活性锂离子损失对电池老化影响最大,活性材料损失的影响处于中等水平,而电导率损失对容量衰减的影响较小。随着老化程度的加深,电池的稳定性与安全性变差。在92%SOH后,电池内部在过充测试中出现副反应,并使电池释放的能量大幅增长;79.6%SOH的老化电池最高温度比新鲜电池增长了68%,且实验后电池无法再次使用。电池活性锂离子损失与活性材料损失衰退是引发过充测试中副反应的最相关因素。实验结果可为电池设计和电池管理系统提供参考,以提高电池对过充电的耐受性以及安全性。