深圳市卓能新能源股份有限公司鋰電池自放電機理

時間：2020-01-05

自放電的重要性
目前鋰電池在類似于筆記本，數(shù)碼相機，數(shù)碼攝像機等各種數(shù)碼設(shè)備中的使用越來越廣泛，另外，在汽車，移動基站，儲能電站等當(dāng)中也有廣闊的前景。在這種情況下，電池的使用不再像手機中那樣單獨出現(xiàn)，而更多是以串聯(lián)或并聯(lián)的電池組的形式出現(xiàn)。
電池組的容量和壽命不僅與每一個單個電池有關(guān)，較與每個電池之間的一致性有關(guān)。不好的一致性將會較大拖累電池組的表現(xiàn)。
自放電的一致性是影響因素的一個重要部分，自放電不一致的電池在一段時間儲存之后SOC會發(fā)生較大的差異，會較大地影響它的容量和安全性。對其進行研究，有助于提高我們的電池組的整體水平，獲得較高的壽命，降低產(chǎn)品的不良率。
自放電機理
鋰鈷石墨電池電極反應(yīng)如下：
電池開路時，不發(fā)生以上反應(yīng)，但電量依然會降低，這主要是由于電池自放電所造成。造成自放電的原因主要有：
a.電解液局部電子傳導(dǎo)或其它內(nèi)部短路引起的內(nèi)部電子泄露。
b.由于電池密封圈或墊圈的絕緣性不佳或外部鉛殼之間的電阻不夠大（外部導(dǎo)體，濕度）而引起的外部電子泄露。
c.電極/電解液的反應(yīng)，如陽極的腐蝕或陰極由于電解液、雜質(zhì)而被還原。
d.電極活性材料局部分解。
e.由于分解產(chǎn)物（不溶物及被吸附的氣體）而使電極鈍化。
f.電極機械磨損或與集流體間電阻變大。
自放電的影響
1、自放電導(dǎo)致儲存過程容量下降
幾個典型的自放電過大造成的問題：
1、汽車停車時間過久，啟動不了；
2、電池入庫前電壓等一切正常，待出貨時發(fā)現(xiàn)低電壓甚至零電壓；
3、夏天車載GPS放在車上，過段時間使用感覺電量或使用時間明顯不足，甚至伴隨電池發(fā)鼓。
2、金屬雜質(zhì)類型自放電導(dǎo)致隔膜孔徑堵塞，甚至刺穿隔膜造成局部短路，危及電池安全
3、自放電導(dǎo)致電池間SOC差異加大，電池組容量下降
由于電池的自放電不一致，導(dǎo)致電池組內(nèi)電池在儲存后SOC產(chǎn)生差異，電池性能下降?？蛻粼谀玫絻Υ孢^一段時間的電池組之后經(jīng)常能夠發(fā)現(xiàn)性能下降的問題，當(dāng)SOC差異達(dá)到20%左右的時候，組合電池的容量就只剩余60%~70%。
4、SOC差異較大容易導(dǎo)致電池的過充過放
一、化學(xué)&物理自放電的區(qū)分
1、高溫自放電與常溫自放電對比
物理微短路與時間關(guān)系明顯，長時間的儲存對于物理自放電的挑選較有效；而高溫下化學(xué)自放電則較顯著，應(yīng)用高溫儲存來挑選。
按照高溫5D，常溫14D的方式儲存：如果電池自放電以物理自放電為主，則常溫自放電/高溫自放電≈2.8；如果電池自放電以化學(xué)自放電為主，則常溫自放電/高溫自放電＜2.8。
2、循環(huán)前后的自放電對比
循環(huán)會造成電池內(nèi)部微短路熔融，從而使物理自放電降低，所以：如果電池自放電以物理自放電為主，則循環(huán)后的自放電降低明顯；如果電池自放電以化學(xué)自放電為主，則循環(huán)后的自放電無明顯變化。
3、液氮下測試漏電流
在液氮下使用高壓測試儀測量電池漏電流，如有以下情況，則說明微短路嚴(yán)重，物理自放電大：
1）某一電壓下，漏電流偏大；
2）不同電壓下，漏電流之比與電壓之比相差大。
4、隔膜黑點分析
通過觀察和測量隔膜黑點的數(shù)量、形貌、大小、元素成分等，來判斷電池物理自放電的大小及其可能的原因：1）一般情況下，物理自放電越大，黑點的數(shù)量越多，形貌越深（特別是會穿透到隔膜另一面）；2）依據(jù)黑點的金屬元素成分判斷電池中可能含有的金屬雜質(zhì)。
5、不同SOC的自放電對比
不同SOC狀態(tài)下，物理自放電的貢獻(xiàn)會有差異。通過實驗驗證，**SOC下較容易分辨物理自放電異常的電池。

詞條
詞條說明
關(guān)于鋰電池放電的誤區(qū)
“鋰電池放電放得越盡，電池的損耗就會越大，”艾克郎大學(xué)，幫助美國太空總署NASA研究延長電池壽命的電子工程教授Tom?Hartley，說到，“給電池充電充得越滿，電池的損耗也會越大。鋰電池好是處于電量的中間狀態(tài)，那樣的話電池壽命長?！?首先，過高和過低的電量狀態(tài)對鋰電池的壽命有不利的影響，而充放電循環(huán)次數(shù)反而是次要?的。其實，大多數(shù)售賣電器或電池上標(biāo)識的可反復(fù)充電次數(shù)
鉛炭電池的優(yōu)點
鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池，是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進出來的技術(shù)，普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛(PbO2)，負(fù)極活性材料是鉛(Pb)，而鉛炭電池是把活性炭混合到負(fù)極活性材料Pb中，因而把普通鉛酸電池變成了鉛炭電池，能夠顯著提高鉛酸電池的性能和壽命。鉛炭電池的優(yōu)點：1、充電快，比普通鉛酸電池提高8倍的充電速度；2、放電功率提高了3倍；3、循環(huán)壽命提高到6倍，循環(huán)充電次數(shù)達(dá)2000次；4、*
卓能輕型車鋰電池五大安全防護
卓能輕型車鋰電池五大安全防護頻發(fā)的電動汽自行車安全事故，鋰電池安全問題引發(fā)行業(yè)關(guān)注。而縱觀電動自行車的起火案例，大都由電池起火引發(fā)熱失控。誘因集中在兩方面，一是電芯內(nèi)部質(zhì)量問題，包括粉塵、鋰枝晶、金屬雜質(zhì)和毛刺，刺穿隔膜導(dǎo)致電芯發(fā)生內(nèi)短路，較終引起電池組的熱失控。二是包括組裝工藝、使用環(huán)境等非電芯因素誘發(fā)電芯內(nèi)部熱失控，如外部高溫、過充過放，外部大電流的短路、充電器不匹配、保護板失效等，導(dǎo)致電芯內(nèi)
常見的鋰離子電池
常見的鋰離子電池有（1）液態(tài)鋰離子電池（電解液為液態(tài)，一般采用鋁殼、鋼殼包裝）和（2）聚合物鋰離子電池（采用聚合物作為電解質(zhì)的鋰離子電池，電解液為固態(tài)貨凝膠態(tài)，一般采用鋁塑膜軟包裝）。而目前市場上主要的聚合物鋰離子電池有：磷酸鐵鋰電池（動力型）、三元材料鋰電池（動力型）、錳酸鋰電池和鈷酸鋰電池。鋰離子電池的優(yōu)點：1、能量密度高，已達(dá)到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍;鋰離子電池的重