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充电倍率对锂离子电池衰降的影响

 


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本文摘要:锂离子电池在用于过程中随着充放电次数的减少,容量渐渐减少,也就是我们所说的衰降,直观的感觉就是电量更加过于用了。

锂离子电池在用于过程中随着充放电次数的减少,容量渐渐减少,也就是我们所说的衰降,直观的感觉就是电量更加过于用了。只不过我们的手机,刚买了的时候,充满著一次电需要用于一整天,但是随着我们用于有可能充满著电就不能承托半天的用于了,这就是锂离子电池在用于中容量衰降了,这对于消费电子产品这种更新换代的较为慢的产品还较为好解决问题,在电池容量衰降过大之前,有可能我们就早已替换新的手机了,但是对于电动车这种使用寿命较长的轻巧产品来说就不那么好解决问题了,一般来说汽车的使用寿命平均10年左右,这期间有可能要展开1000次到2000次左右的电池(假设间隔一天展开一次电池),为了符合消费者对电动汽车的用于市场需求,就必需对电动汽车的锂离子电池的寿命明确提出一定的拒绝。影响锂离子电池寿命的影响因素很多,用于温度、充放电电流、充放电累计电压等因素都会影响锂离子电池的衰降速度。

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导致锂离子电池容量衰降的机理也可以分成三类:内阻和极化减少、正负极活性物质损失、Li损失,有所不同的外部因素对这三者的影响也各不相同。例如LiFePO4材料的电池一般来说具备十分好的循环性能,但是美国德州大学阿灵顿分校的DerekN.Wong等研究找到用于条件对其循环寿命具有最重要的影响,当DerekN.Wong分别对26650型号的LiFePO4电池展开15C脉冲静电和15C倒数静电,两种静电制度对于LiFePO4电池具备几乎有所不同的影响。

15C脉冲静电的磷酸铁锂电池容量衰降十分慢,40次后就无法展开15C静电,但是依然需要展开1C静电,1C静电的衰降速率为6%/20次。而15C倒数静电电池容量衰降较快,60次以后依然需要展开15C静电,但是1C倍率的衰降速率要快得多15C脉冲静电,超过14%/20次。机理研究表明,15C脉冲静电的电池在负极的SEI膜中所含更好的LiF,而LiF对锂离子蔓延的妨碍更大,使得电池的Li+蔓延电阻和电荷互相交换电阻很快减少,从而使得电池在充放电过程中极化电压过大,从而造成LiFePO4大电流静电能力很快上升。锂离子电池的静电制度相当大程度上依赖使用者,好的静电制度对于有的使用者而言不一定限于。

但是电池制度则主要是设计者展开掌控,因此对于电池制度对电池寿命衰降的影响的研究,需要更佳的指导我们对锂离子电池的设计。北京交通大学的YangGao等针对有所不同的电池制度对锂离子电池寿命衰降的影响,并研究了其起到机理,明确提出了锂离子电池的寿命衰降模型。YangGao的研究表明,当充电电流和累计电压多达一定的数值时,锂离子电池的衰降将被很大的加快,为了减少锂离子电池的衰降速率,必须针对有所不同的体系,自由选择适合的充放电电流和累计电压。


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