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[!--downpath--]哪些是鋰電池自放電率?你曉得嗎?本文述說(shuō)負(fù)極材料、負(fù)極材料、電解液和儲(chǔ)存環(huán)境等對(duì)鋰離子電瓶自放電率的影響。同時(shí)介紹了目前常用的傳統(tǒng)鋰電池自放電率的檢測(cè)方式和新型自放電率快速檢測(cè)方式。來(lái)自國(guó)軒高科工程師，歡迎你們交流分享!鋰離子電瓶自放電反應(yīng)不可防止，其存在除了造成電瓶本身容量的降低，還嚴(yán)重影響電瓶的配組及循環(huán)壽命。鋰離子電瓶的自放電率通常為每月2%～5%，可以完全滿足單體電瓶的使用要求。
但是，單體鋰電池一旦組裝成模塊后，因各個(gè)單體鋰電池的特點(diǎn)不是完全一致，故每次充放電后，各單體鋰電池的端電流不可能達(dá)到完全一致，因而會(huì)在鋰電池模塊中出現(xiàn)過(guò)充或則過(guò)放的單體電板，單體鋰電池性能還會(huì)形成惡化。隨著充放電的次數(shù)降低，其惡化程度會(huì)進(jìn)一步激化，循環(huán)壽命相比未配組的單體電瓶急劇增長(zhǎng)。因而，對(duì)鋰離子電瓶的自放電率進(jìn)行深入研究是電瓶生產(chǎn)的急切須要。
電瓶的自放電現(xiàn)象是指電瓶處于開路擱置時(shí)，其容量自發(fā)耗損的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為荷電保持能力。自放電通常可分為兩種：可逆自放電和不可逆自放電。損失容量才能可逆得到補(bǔ)償?shù)臑榭赡孀苑烹姡湓砀娖空７烹姺磻?yīng)相像。損失容量未能得到補(bǔ)償?shù)淖苑烹姙椴豢赡孀苑烹?strong>電池的放電功率怎么算，其主要誘因是電瓶?jī)?nèi)部發(fā)生了不可逆反應(yīng)，包括負(fù)極與電解液反應(yīng)、負(fù)極與電解液反應(yīng)、電解液自帶雜質(zhì)造成的反應(yīng)，以及制成時(shí)所攜帶雜質(zhì)引起的微漏電導(dǎo)致的不可逆反應(yīng)等。自放電的影響誘因如下文所述。
1負(fù)極材料
負(fù)極材料的影響主要是負(fù)極材料過(guò)渡金屬及雜質(zhì)在正極析出造成內(nèi)漏電，進(jìn)而降低鋰電池的自放電。Yah-MeiTeng等人研究了兩種負(fù)極材料的化學(xué)及電物理性能。研究發(fā)覺(jué)原材料中以及充放電過(guò)程中形成鐵雜質(zhì)濃度高的電瓶其自放電率高，穩(wěn)定性差，緣由是鐵在正極逐步還原析出，割斷隔膜，致使電瓶?jī)?nèi)漏電，進(jìn)而導(dǎo)致較高的自放電。
2正極材料
正極材料對(duì)自放電的影響主要是因?yàn)檎龢O材料與電解液發(fā)生的不可逆反應(yīng)。早在2003年，等人就提出了電解液被還原而釋放出氣體，使石墨部份表面曝露在電解液中。在充放電過(guò)程中，鋰離子嵌人和脫出時(shí)，石墨層狀結(jié)構(gòu)容易受到破壞，進(jìn)而造成較大自放電率。
3電解液
電解液的影響主要表現(xiàn)為：電解液或雜質(zhì)對(duì)正極表面的腐蝕;電極材料在電解液中的溶化;電極被電解液分解的不溶固體或二氧化碳覆蓋，產(chǎn)生鈍化層等。目前，大量科研工作者旨在于開發(fā)新的添加劑來(lái)抑制電解液對(duì)自放電的影響。JunLiu等人電瓶電解液中添加VEC等添加劑，發(fā)覺(jué)電瓶低溫循環(huán)性能提升，自放電率普遍上漲。其緣由是這種添加劑可以改善SEI膜，進(jìn)而保護(hù)電瓶正極。
4儲(chǔ)存狀態(tài)
儲(chǔ)存狀態(tài)通常的影響誘因?yàn)閮?chǔ)存氣溫和電瓶SOC。通常來(lái)說(shuō)，氣溫越高，SOC越高，電瓶的自放電越大。等在靜置條件下對(duì)乙酸鐵鋰電池進(jìn)行容量衰減實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明隨氣溫的下降，容量保持率隨擱置時(shí)間日漸增加，電瓶自放電率下降。
劉云建等人采用商品化的鉻酸鋰動(dòng)力電板，發(fā)覺(jué)隨著電瓶荷電態(tài)的降低，負(fù)極的相對(duì)電位越來(lái)越高，其氧化性也越來(lái)越強(qiáng);正極的相對(duì)電位越來(lái)越低，其還原性也越來(lái)越強(qiáng)，二者均可加速M(fèi)n析出，造成自放電率減小。
5其他誘因
影響電瓶自放電率的誘因諸多，減去上介紹的幾種外，主要還存在以下方面：在生產(chǎn)過(guò)程中，分切極片時(shí)形成的毛刺，因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)境問(wèn)題而在電瓶中引入的雜質(zhì)，如煙塵，極片上的金屬粉末等，這種均可能會(huì)導(dǎo)致電瓶的內(nèi)部微漏電;外界環(huán)境陰濕、外接線路絕緣不徹底、電池殼體隔離性差等引起的電瓶?jī)?chǔ)存時(shí)有外接電子回路，進(jìn)而造成自放電;長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存過(guò)程中，電極材料的活性物質(zhì)與集流體的黏結(jié)失效，造成活性物質(zhì)的開裂和剝離等造成容量減少，自放電減小。以上的每一個(gè)誘因或則多個(gè)誘因的組合均可導(dǎo)致鋰電池的自放電行為，這對(duì)自放電緣由查找及估測(cè)電瓶的儲(chǔ)存性能導(dǎo)致困難。
二、自放電率的檢測(cè)方式
通過(guò)上述剖析可知，因?yàn)殇囯姵刈苑烹娐势毡檩^低。而自放電率本身又受濕度、使用循環(huán)次數(shù)以及SOC等誘因的影響，因而對(duì)電瓶實(shí)現(xiàn)自放電的精確檢測(cè)是十分困難且歷時(shí)的工作。
1自放電率傳統(tǒng)檢測(cè)方式
目前，傳統(tǒng)的自放電測(cè)量方式有以下3種：
●直接檢測(cè)法
首先將被測(cè)電芯充電至一定荷電狀態(tài)，并維持一段時(shí)間的開路擱置，之后對(duì)電芯進(jìn)行放電以確定電芯的容量損失。自放電率為：
式中：C為電瓶的額定容量;C1為放電容量。開路擱置后，對(duì)電芯放電可以獲得電芯的剩余容量。此時(shí)，再度對(duì)電芯進(jìn)行多次充放電循環(huán)操作，確定電蒜此時(shí)的滿容量。此方式可以確定電瓶不可逆容量損失與可逆容量損失。
●開路電流衰減率檢測(cè)法
開路電流與電瓶荷電狀態(tài)SOC有直接關(guān)系，只須要檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)電瓶的OCV的變化率，即：
該方式操作簡(jiǎn)單，只需記錄任意時(shí)問(wèn)段內(nèi)電瓶的電流，從而按照電流與電瓶SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系即可得出該時(shí)刻電瓶的荷電狀態(tài)。通過(guò)電流的衰減斜率以及單位時(shí)間所對(duì)應(yīng)的衰減容量的估算，最終可得到電瓶的自放電率。
●容量保持法
檢測(cè)電瓶期望保持的開路電流或則SOC所須要的電量，得出電瓶的自放電率。即檢測(cè)保持電瓶開路電流時(shí)的充電電壓，電瓶自放電率可以覺(jué)得是檢測(cè)得到的充電電壓。
2自放電率快速檢測(cè)方式
因?yàn)閭鹘y(tǒng)檢測(cè)方式所需時(shí)間較長(zhǎng)，且檢測(cè)精度不足，因而自放電率在電瓶檢查過(guò)程中大多情況下只是作為一種篩選電瓶是否合格的方式。大量新穎便捷的檢測(cè)新方式的出現(xiàn)，為電瓶自放電的檢測(cè)節(jié)約了大量時(shí)間和精力。
●數(shù)字控制技術(shù)
數(shù)字控制技術(shù)是借助單片機(jī)等，在傳統(tǒng)自放電檢測(cè)方式的基礎(chǔ)上衍生出的新型自放電檢測(cè)方式。該方式具有檢測(cè)耗費(fèi)時(shí)間短，精度高，設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
●等效電路法
等效電路法是一種全新的自放電檢測(cè)方式，該方式將電瓶模擬成一個(gè)等效電路，可快速有效地檢測(cè)鋰離子電瓶的自放電率。
自放電率作為鋰離子電瓶的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，對(duì)電瓶的篩選及配組具有重要影響，因而檢測(cè)鋰電池的自放電率具有深遠(yuǎn)意義。
1預(yù)測(cè)問(wèn)題電芯
同一批電芯，所用材料和制成控制基本相同，當(dāng)出現(xiàn)某些電瓶白放電顯著偏大時(shí)，緣由很可能是內(nèi)部因?yàn)殡s質(zhì)、毛刺刺傷隔膜而形成了嚴(yán)重的微漏電。由于微漏電對(duì)電瓶的影響是平緩的和不可逆的。所以，短期內(nèi)這類電瓶的性能不會(huì)與正常電瓶相差太多，而且常年擱置后隨著內(nèi)部不可逆反應(yīng)的日漸加深電池的放電功率怎么算，電瓶的性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其出廠性能以及其他正常電瓶性能。因而為了保證出廠電瓶質(zhì)量，自放電大的電瓶必須剔除。
2對(duì)電瓶進(jìn)行配組配組
鋰電池須要較好的一致性，包括容量、電壓、內(nèi)阻以及白放電率等。電瓶的自放電率對(duì)電瓶組的影響主要表現(xiàn)為：一旦組裝成模塊后，因各個(gè)單體鋰電池的自放電率不同，在擱置或則循環(huán)過(guò)程中，電流會(huì)出現(xiàn)不同程度升高，而在串聯(lián)充電下，其受電壓又會(huì)相等，故每次充電后都可能會(huì)在鋰電池模塊中出現(xiàn)過(guò)充或則未飽含的單體電瓶，隨著充放電的次數(shù)降低，電瓶性能會(huì)逐步惡化，循環(huán)壽命相比未配組的單體電瓶急劇上漲。為此，電瓶配組要求對(duì)鋰離子電瓶的自放電率進(jìn)行精確檢測(cè)并篩選。
3電瓶SOC計(jì)算修正
荷電狀態(tài)也叫剩余電量，代表的是電瓶使用一段時(shí)間或常年擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分率表示。自放電率對(duì)于鋰離子電瓶的SOC計(jì)算具有重要參考價(jià)值。經(jīng)過(guò)自放電電壓對(duì)SOC終值的修正可提升SOC計(jì)算精度，一方面對(duì)顧客而言可依據(jù)剩余電量計(jì)算產(chǎn)品可使用時(shí)間或行駛距離;另一方面增強(qiáng)BMS的SOC預(yù)測(cè)精度可有效防治電瓶過(guò)充過(guò)放，因而延長(zhǎng)電瓶使用壽命。以上就是鋰電池自放電率解析，希望能給你們幫助。
