Iwwerladung ass ee vun de schwieregsten Elementer am aktuellen Lithium Batterie Sécherheetstest, also ass et néideg de Mechanismus vun der Iwwerladung an déi aktuell Moossnamen ze verstoen fir Iwwerbelaaschtung ze vermeiden.
Bild 1 ass d'Spannung an d'Temperaturkurven vun der NCM + LMO / Gr System Batterie wann se iwwerlaascht ass.D'Spannung erreecht e Maximum bei 5,4V, an dann fällt d'Spannung erof, wat schliisslech thermesch Flucht verursaacht.D'Spannung an d'Temperaturkurven vun der Iwwerlaaschtung vun der ternärer Batterie si ganz ähnlech.
Wann d'Lithium Batterie iwwerlaascht ass, generéiert se Hëtzt a Gas.D'Hëtzt enthält ohmesch Hëtzt an Hëtzt generéiert duerch Säitreaktiounen, vun deenen d'ohmesch Hëtzt d'Haapt ass.D'Säiteraktioun vun der Batterie verursaacht duerch Iwwerladung ass als éischt datt iwwerschësseg Lithium an déi negativ Elektrode agebaut gëtt, a Lithium Dendrite wäerten op der Uewerfläch vun der negativer Elektrode wuessen (N/P Verhältnis beaflosst den initialen SOC vum Lithium Dendrit Wuesstum).Déi zweet ass datt iwwerschësseg Lithium aus der positiver Elektrode extrahéiert gëtt, wouduerch d'Struktur vun der positiver Elektrode kollapst, Hëtzt befreit an Sauerstoff fräigelooss.Sauerstoff wäert d'Zersetzung vum Elektrolyt beschleunegen, den internen Drock vun der Batterie wäert weider eropgoen, an de Sécherheetsventil wäert no engem gewëssen Niveau opmaachen.De Kontakt vum aktive Material mat der Loft generéiert weider méi Hëtzt.
Studien hu gewisen datt d'Reduktioun vun der Quantitéit vum Elektrolyt d'Hëtzt- a Gasproduktioun wärend der Iwwerladung wesentlech reduzéiert.Ausserdeem gouf studéiert datt wann d'Batterie keng Splint huet oder d'Sécherheetsventil net normalerweis während der Iwwerlaaschtung kann opgemaach ginn, ass d'Batterie ufälleg fir Explosioun.
Kleng Iwwerlaaschtung wäert net thermesch Flucht verursaachen, awer d'Kapazitéit verschwannen.D'Etude huet festgestallt datt wann d'Batterie mat NCM / LMO Hybridmaterial als déi positiv Elektrode iwwerlaascht ass, gëtt et keen offensichtleche Kapazitéitverfall wann de SOC manner wéi 120% ass, an d'Kapazitéit fällt wesentlech wann de SOC méi héich ass wéi 130%.
Am Moment ginn et ongeféier verschidde Weeër fir den Iwwerbelaaschtungsproblem ze léisen:
1) D'Schutzspannung gëtt am BMS festgeluegt, normalerweis ass d'Schutzspannung manner wéi d'Spannungsspannung während der Iwwerlaaschtung;
2) Verbessert d'Iwwerladungsresistenz vun der Batterie duerch Materialmodifikatioun (wéi Materialbeschichtung);
3) Füügt Anti-Iwwerladungsadditive, wéi Redox-Paren, un den Elektrolyt;
4) Mat der Verwäertung vun der Spannungsempfindlecher Membran, wann d'Batterie iwwerlaascht ass, gëtt d'Membranresistenz wesentlech reduzéiert, wat als Shunt wierkt;
5) OSD an CID Designs ginn a Quadrat Aluminium Shell Batterien benotzt, déi momentan allgemeng Anti-Overcharge Designs sinn.D'Pouch Batterie kann net en ähnlechen Design erreechen.
Referenzen
Energie Stockage Materialien 10 (2018) 246-267
Dës Kéier wäerte mir d'Spannung an d'Temperatur Ännerungen vun der Lithium Kobaltoxid Batterie aféieren wann se iwwerlaascht ass.D'Bild hei drënner ass d'Iwwerladungsspannung an d'Temperaturkurve vun der Lithium Kobaltoxid Batterie, an déi horizontal Achs ass d'Delithiatiounsbetrag.Déi negativ Elektrode ass Grafit, an den Elektrolytléisungsmëttel ass EC/DMC.D'Batteriekapazitéit ass 1,5 Ah.De Ladestroum ass 1,5A, an d'Temperatur ass déi intern Temperatur vun der Batterie.
Zone I
1. D'Batteriespannung klëmmt lues.Déi positiv Elektrode vu Lithium Kobaltoxid delithiates méi wéi 60%, a Metalllithium gëtt op der negativer Elektroden Säit ausgefall.
2. D'Batterie bulgt, wat duerch Héichdrockoxidatioun vum Elektrolyt op der positiver Säit kann sinn.
3. D'Temperatur ass am Fong stabil mat engem liichte Steigerung.
Zone II
1. D'Temperatur fänkt lues un.
2. Am Beräich vun 80 ~ 95% erhéicht d'Impedanz vun der positiver Elektrode, an d'intern Resistenz vun der Batterie erhéicht, awer se fällt op 95%.
3. D'Batteriespannung iwwerschreift 5V an erreecht de Maximum.
Zone III
1. Bei ongeféier 95% fänkt d'Batterietemperatur séier un.
2. Vun ongeféier 95%, bis no bei 100%, fällt d'Batteriespannung liicht erof.
3. Wann d'intern Temperatur vun der Batterie ongeféier 100 ° C erreecht, fällt d'Batteriespannung staark, wat duerch d'Ofsenkung vun der interner Resistenz vun der Batterie wéinst der Temperaturerhéijung verursaacht gëtt.
Zone IV
1. Wann d'intern Temperatur vun der Batterie méi héich ass wéi 135 ° C, fänkt de PE-Separator ze schmëlzen, d'intern Resistenz vun der Batterie klëmmt séier, d'Spannung erreecht d'Uewergrenz (~ 12V), an de Stroum fällt op e méi nidderegen Wäert.
2. Tëscht 10-12V ass d'Batteriespannung onbestänneg an de Stroum schwankt.
3. Déi intern Temperatur vun der Batterie klëmmt séier, an d'Temperatur klëmmt op 190-220 ° C, ier d'Batterie brécht.
4. D'Batterie ass gebrach.
D'Iwwerladung vun ternäre Batterien ass ähnlech wéi déi vu Lithium-Kobaltoxid-Batterien.Wann d'Ternäre Batterien mat Quadrat-Aluminium-Schuelen um Maart iwwerlaascht ginn, gëtt d'OSD oder CID ageschalt wann Dir Zone III erakënnt, an de Stroum gëtt ofgeschnidden fir d'Batterie virun der Iwwerlaaschtung ze schützen.
Referenzen
Journal of The Electrochemical Society, 148 (8) A838-A844 (2001)
Post Zäit: Dez-07-2022