談?wù)?a href="http://m.pdszhhs.com">鋰電池快速充電

關(guān)于對鋰電池快速充電的認(rèn)識(shí):

 

用這個(gè)圖來說明電池充電的過程。橫坐標(biāo)為力矩，縱坐標(biāo)為電壓。在鋰電池充電開始時(shí)，會(huì)有一個(gè)小電流的預(yù)充電過程，即CC預(yù)充電，其目的是為了使正極和負(fù)極的數(shù)據(jù)平靜下來。之后，電池狀態(tài)穩(wěn)定，可以調(diào)節(jié)高電流充電，即CC快速充電。最后，進(jìn)入恒壓充電模式(CV)。對于鋰電池，系統(tǒng)檢測到電壓達(dá)到4.2v后，開始恒壓充電模式，充電電流逐漸減小，直到小于一定值。

 

在整個(gè)過程中，不同的電池有不同的充電電流規(guī)格。例如3C產(chǎn)品的電池規(guī)格一般為0.1-0.5c，大功率動(dòng)力電池的充電規(guī)格一般為1C。選擇較低的充電電流也要考慮到電池的安全性。因此，一般所說的快速充電，就是比標(biāo)準(zhǔn)充電電流高幾倍到幾十倍。

 

有人說，鋰電池充電就像倒啤酒，速度快，倒啤酒的速度也快，但泡沫很多。慢慢地倒，慢慢地倒，但是大量的啤酒，非常真實(shí)?？焖俪潆姽?jié)省了充電時(shí)間，但也會(huì)對電池本身造成很大的損害。由于電池內(nèi)部存在極化現(xiàn)象，最大可接受充電電流會(huì)隨著充放電周期的增加而減小。當(dāng)充電電流較大且連續(xù)時(shí)，電極上的離子濃度增大，極化程度增大。電池端電壓不能直接對應(yīng)充電/能量的線性比例。同時(shí)，大電流充電內(nèi)阻的增大會(huì)導(dǎo)致焦耳熱效應(yīng)(Q=I2Rt)的加劇，從而帶來電解液的反應(yīng)分解、產(chǎn)氣等一系列副作用。風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)會(huì)突然增大，對電池安全產(chǎn)生影響，非動(dòng)力電池的壽命必然會(huì)大大縮短。

 

01

 

陽極材料

 

鋰電池快速充電過程是鋰離子在正極數(shù)據(jù)中迅速進(jìn)入負(fù)極的過程。正極數(shù)據(jù)的粒度大小會(huì)影響電池電化學(xué)過程中的響應(yīng)時(shí)間和離子擴(kuò)散路徑。然而,隨著數(shù)據(jù)粒度的降低,制漿生產(chǎn)將嚴(yán)重的粒子聚集,形成松弛和不均勻,同時(shí),納米粒子將會(huì)下降的壓實(shí)密度電極,在充電和放電的過程與電解液接觸面積增加的副作用,影響電池的功能。

 

比較可靠的方法是涂覆法對正極數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。例如，LFP本身的導(dǎo)電性不是很好。將碳數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)涂覆在其表面后，可以提高電導(dǎo)率，有利于電池的快速充電功能。

 

02

 

陰極材料

 

鋰電池快速充電意味著鋰離子迅速退出并“游”到陰極，這就要求陰極數(shù)據(jù)具有快速嵌入鋰的能力。用于鋰電池快速充電的陰極數(shù)據(jù)包含碳數(shù)據(jù)、鈦酸鋰數(shù)據(jù)等新數(shù)據(jù)。

 

碳數(shù)據(jù),因?yàn)榍度氲匿嚳赡茴愃朴跐撛诘姆蛛x鋰,鋰離子通常被優(yōu)先是嵌入石墨的傳統(tǒng)充電,但快速充電或低溫條件下,鋰離子可能是分離的外表面形成枝晶鋰。枝晶鋰刺破SEI會(huì)造成Li+二次損耗，降低電池容量。當(dāng)金屬鋰達(dá)到所需的量時(shí)，它會(huì)從負(fù)極生長到膜上，造成電池短路的風(fēng)險(xiǎn)。

 

LTO屬于“零應(yīng)變”的含氧負(fù)極數(shù)據(jù)。電池工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生SEI，與鋰離子結(jié)合更強(qiáng)，滿足快速充電、快速釋放的要求。同時(shí)，由于SEI不能形成，負(fù)極數(shù)據(jù)會(huì)直接與電解液接觸，從而促進(jìn)副反應(yīng)的發(fā)生。LTO電池的產(chǎn)氣問題長期無法解決，只能通過表面改性來緩解。