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鋰電老司機經驗談:全面理解鋰電池自放電現象(下)
來源:電池視界 | 作者:plannano | 發布時間: 2019-08-29 | 477 次瀏覽 | 分享到:

測量自放電的作用:

1.預測問題電芯。同一批電芯,所用材料和制成控制基本相同,當出現個別電池自放電明顯偏大時,原因很可能是內部由于雜質、毛刺刺穿隔膜而產生了嚴重的微短路。因為微短路對電池的影響是緩慢的和不可逆的。所以,短期內這類電池的性能不會與正常電池相差太多,但是長期擱置后隨著內部不可逆反應的逐漸加深,電池的性能將遠遠低于其出廠性能以及其他正常電池性能。表現為:最大容量的不可逆損失明顯偏高(例如三個月不可逆容量損失達到5%,而正常電池達到這一值要一年)、倍率容量保持率(0.5C/0.2C1C/0.2C)降低、循環變差且循環后易出現析鋰(此皆為文武實驗結果所得)等。因此為了保證出廠電池質量,自放電大的電池必須剔除。

那么接下來的問題就是如何判定一個電池自放電大?如前所述,影響自放電的因素很多,故對所有電池給出一個經驗性的K值作為統一標準是不現實的。文武只系統做過一次實驗(110pcs電池測3個月自放電,然后挑出問題電池),我可以給出的參考是:將K值約為整批電池平均K2倍的電池挑出作為不良品。如果電池內部有嚴重的微短路,那么與正常電池相比,這就相當于一個“質”的變化,其K值水平會明顯有別于正常電池。沒有問題的電池的K值的一致性要明顯強于有問題電池的K值,因此挑出問題電池并不難。挑出問題電池后如何處理是需要考慮的,如果想知道這些K值過大電池是否能當A品出廠,文武也有一個建議(不過此類實驗沒有做過):鑒于自放電過大電池的不可逆容量損失很大,因此可以將電池擱置至少一個季度后重新分容,容量沒有明顯衰減,則認為其沒有問題。

2.對電池進行配組。對于需要配組的電池,K值是重要的標準之一。在測量計算K值的過程中要注意,由于不同初始電壓下自放電水平有明顯差異,因此需要盡量保證電池的一次電壓是在一個不大的范圍內。我認為較好的一次電壓范圍標準就是電池廠自己的出廠電壓。如果問題電池已經挑出,那么剩下的電池自放電率應該差別不是很大,此時用K值來作為配組標準之一的意義到底有多大,文武沒有做過類似實驗,且配組問題一直也是讓人非常頭痛的(看過一個文獻說,1200次循環的電池配組之后,理論循環次數不到200次!),所以暫不做過多評述。

3.幫助制定電池出廠電壓、出廠容量。有些客戶有這類的要求:不管電池出廠電壓、出廠容量多少,只是要求電池運到了客戶手里,容量有60%。這時就需要評估電池在運輸過程中會產生的自放電程度,從而確定電池的出廠電壓或者容量。另外由于不同工藝、不同材料、不同儲能階段的電池自放電差值明顯,因此對此問題需要進行單獨的實驗而不能簡單套用其它實驗的數據。

 

自放電的誤區:

充電后的自放電:一些朋友表示充電后電池壓降很快,說這是自放電過快。發生該情況的原因是電池在充電過程中的極化,造成充電電壓高于電池實際電壓。充電后電壓下降的過程,就是電池電壓從充電電壓下降回歸到自身本身電壓的過程。而充電電壓-電池實際電壓的結果,叫做超電勢,并不是什么所謂的“虛電”,且電化學術語中也沒有虛電這一名稱。因此充電后的電壓回落主要是超電勢的消失,自放電在其中所占比例非常非常小完全可以忽略。另外,從文武自己的數據來看,充電后電壓基本穩定需要起碼4h,且不論充電以恒流還是恒壓作為結束,靜止時間的差別也不是很大。
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