鉅大LARGE | 點擊量:3759次 | 2012年01月11日
鋰離子電池在常溫和高溫條件下的容量衰退表現(xiàn)
測試條件:選擇兩只比亞迪生產(chǎn)的950mAh063450方型鋰電池,分別在25℃(常溫)和60℃(高溫)下進行。
充放電制度設計:適用恒流恒壓充電和恒流放電制度。充電終止電壓為4.2V,放電終止電壓為3.0V。首先以1C即950mA充電至4.2V,再以4.2V恒壓充電直至電流達到20mA;然后以950mA恒流放電至3.0V,如此循環(huán)充放電300次。
這里截取三個節(jié)點:即第50次、150次、300次充放電循環(huán)。
一、在前50次循環(huán)過程中:
1、25℃下的表現(xiàn):容量衰減過程略有起伏,但并非線性,50次后的放電容量保持在96.6%;
2、60℃下的表現(xiàn):容量衰減過程接近于線性,50次后的放電容量保持在95.5%。
這說明,在50次以內(nèi)較少的循環(huán)時,高溫循環(huán)穩(wěn)定性略差于常溫循環(huán)穩(wěn)定性。但這里有一個很重要的現(xiàn)象,即鋰電池在高溫條件下放出的電量高于電池的額定容量,這里的原因在于,高溫時電解質(zhì)的黏度降低,從而加快了鋰離子的遷移速度,這時,不但放電容量高于額定容量,而且充入的電量更高。
二、在前150次循環(huán)過程中:
1、60℃下放出的容量每次都大于25℃時放出的容量;
2、60℃下初始容量為1020mAh,高于額定容量,25℃下初始容量為930mAh ,但60℃時容量衰減較快。
三、300次循環(huán)后的狀態(tài):這時,常溫狀態(tài)下的指標全面優(yōu)化,在保持較慢的容量衰減速度時,其容量可以保持在800 mAh,而60℃時只有730 mAh。此時,60℃下的充放電電壓平臺越來越低,而常溫下幾乎不變。
上述容量衰減的表現(xiàn)還可以從鋰電池充電在不同溫度下的電量補充情況進行佐證:在25℃下經(jīng)過300次循環(huán)后,其恒流充電和恒壓充電的比例變化不大,但在60℃時,恒流充電所獲得的電量補充逐漸減少,而恒壓階段獲得的電量顯著增加。這是由于電池極化現(xiàn)象引起的。從根本上來說,鋰電池容量衰退都有電池極化的影響,即鋰離子擴散速度跟不上電子的轉(zhuǎn)移速度使得電池正極容納的鋰離子越來越少。在60℃的高溫下,這種極化過程進一步加劇,是導致鋰電池容量衰減的根本原因。