鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年06月10日
析鋰后的電池靜置不同時間安全性的區(qū)別在哪?
在實際生產(chǎn)中經(jīng)常可觀察到析鋰后的電池靜置一段時間后容量會有一定程度的提升,這主要是析出來的金屬鋰會在靜置過程嵌入石墨所致。從電池電性能角度看,容量恢復(fù)是好消息,但析鋰電池靜置不同時間其安全性又有哪些差異呢?來自德國巴登-符騰堡州太陽能與氫能研究中心(ZSW-ZentrumfürSonnenenergie-undWasserstoff-ForschungBaden-Württemberg)的ThomasWaldmann在電池析鋰和老化方面開展了很多研究,碩果累累。
為了得到析鋰的電池,作者將電池在0℃進行循環(huán),循環(huán)后電池的放電曲線如圖1a所示。隨著循環(huán)次數(shù)的增加,電池放電容量不斷衰減,同時放電曲線出現(xiàn)平臺。析鋰電池放電曲線出現(xiàn)平臺早已有相關(guān)報道[1-2],也有研究希望利用該特征來判斷電池是否析鋰。一般認(rèn)為平臺的出現(xiàn)是Li金屬(0Vvs.Li/Li+)和石墨(0.08VvsLi/Li+)同時存在導(dǎo)致的。隨后作者將析鋰后的電池室溫放置不同時間,測量放置后電池的容量恢復(fù)情況。如圖1b所示,放置13天內(nèi)電池放電容量不斷增加,25℃放置311.6h電池放電容量恢復(fù)了約8.1%。析鋰電池靜置過程放電容量一定程度恢復(fù)的主要原因是析出的金屬Li會部分嵌入石墨。因此,電池析鋰后放置時間對電池容量恢復(fù)程度至關(guān)重要。
既然析鋰電池放置不同時間放電容量恢復(fù)情況不同,那析鋰電池放置不同時間ARC測試結(jié)果會有哪些區(qū)別呢?如圖2所示,新鮮電池、放置1.5h的析鋰電池和放置8天的析鋰電池?zé)崾Э貢r間分別為1950min、1000min和225min,同時三者熱失控最高溫度依次降低。溫度上的差異可理解為:(1)新鮮電池較析鋰后電池容量高,有更多的電化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能;(2)析鋰后電池?zé)崾Э赜胁糠謨?nèi)容物噴出,導(dǎo)致電化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能并不充分。如圖3SHR曲線所示,放置1.5h的析鋰電池在約100℃即開始自產(chǎn)熱,而放置8天的析鋰電池和新鮮電池要到約150℃才開始自產(chǎn)熱,表明析鋰電池經(jīng)過靜置后熱穩(wěn)定性有所提高,長時間靜置其熱穩(wěn)定性可以接近新鮮電池。
值得注意的是,從熱失控現(xiàn)象上看,新鮮電池ARC測試未發(fā)生JR噴出情況,質(zhì)量損失相對較小;而析鋰后放置不同時間電池?zé)崾Э爻霈F(xiàn)JR噴出的、現(xiàn)象,并且放置1.5h的析鋰電池?zé)崾Э刭|(zhì)量損失高于放置8天的析鋰電池?zé)崾Э刭|(zhì)量損失。圖3和圖4的結(jié)果表明析鋰后電池的熱穩(wěn)定性低于新鮮電池,并且熱失控過程更為猛烈。同時進一步顯示隨著放置時間的增加,析鋰電池的熱穩(wěn)定性有所提高。
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