电动汽车锂离子电池劣化的原因及影响

日期:2019-09-03 10:24 浏览量:

  电动汽车锂离子电池劣化的原因及影响。锂离子电池市场越来越大,于是锂离子电池的劣化分析就被逐渐提上日程,电动汽车锂离子电池劣化机理的普遍性与特殊性不同类型的电池,处于不同应用环境的电池,它们的劣化机理是有同有异的。

锂离子电池劣化.jpg

  电动汽车锂离子电池劣化的原因

  造成锂电池劣化的主要原因是水和热。从结构上来说,18650抗水和抗热性能不强。关于热,18650的单元内部几乎没有空隙,因此散热性较差。当然,特斯拉定会采取一些应对措施,但供货量越大,电池劣化导致重大缺陷和事故的可能性就越大。

  简单地说,电动汽车锂离子电池的劣化都可以归因于其内部化学成分的改变。曾经也有人怀疑,电池的劣化有一部分的原因是电池的物理损伤,例如极柱松脱等等。然而,这些极端的物理损伤一般会造成的是电池的损坏而不是电池的劣化。

  劣化的锂离子电池,一般都是经历过长时间的循环或者高温存储,或者其他极限条件,电池内的电解液会在该过程中和电极材料不可避免的发生副反应,产生各类气体;电池经历的过程不同,反应体系不同,副反应的类型不同,导致最终的产气类型和其他比例也会不同。

  锂离子电池的劣化程度受到工作环境、充放电特性等诸多因素的影响,往往并不能达到供应商所号称的循环寿命值。太早更换会造成巨大的经济损失,太晚又会影响到系统工作的可靠性。

  电动汽车锂离子电池的充电、放电过程分别对应着特定的氧化、还原反应,并且这样的反应在充、放电过程中是分别可逆的。而所谓的“副反应”,就是指在电池内部出现了除了以上正常的氧化、还原反应以外的反应,这样的反应一般是不可逆的,也是我们所不希望的。

  电动汽车锂离子电池劣化的影响

  电动汽车锂离子电池的劣化都可以归因于其内部化学成分的改变。曾经也有人怀疑,电池的劣化有一部分的原因是电池的物理损伤,例如极柱松脱等等。然而,这些极端的物理损伤一般会造成的是电池的损坏而不是电池的劣化。

  随着电动汽车锂离子电池的劣化,SEI将会不断增厚,在劣化的过程之中,电池内阻的不一致性将会加剧,而不一致的内阻又会造成电池与电池之间内部发热量的不均,从而引起副反应的不均,又进一步加剧了内阻的不一致性。

  磷酸铁锂电池在存储过程中,由于电池发生自放电,而自放电的氧化产物会堵塞电极材料上的微孔,使锂的脱离和嵌入更加困难,从而造成内阻增大和放电效率降低。这是由于电池类型及其使用方式不同而导致的一种特殊的劣化过程。

  电池的劣化失效是一个长期的变化过程,如何准确检测电池的劣化程度SOH是电池用户普遍关心的问题。

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