本文目录一览:
- 1、三元锂电池鼓包原因是什么
- 2、三元锂电池自燃原因是什么
- 3、三元锂电池的缺点是什么
- 4、三元锂电池怎么样
- 5、三元锂电池电池寿命
三元锂电池鼓包原因是什么
锂电池鼓包的原因可能有两个,一是电池制造水平的问题,电极涂层不均匀,生产工艺比较粗糙;二是使用过程中过充电和过放电问题。
一、锂电池包的基本结构解析锂电池包主要材料构成:正极材料、负极材料、电解液、隔膜(隔离材料)组成。
▲正极从电池重量构成上来看,正极材料占有较大比例(一般在70%~80%),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。正极材料占锂离子电池成本30%~40%,也直接影响锂电池包的能量密度和性能。
▲负极负极材料是由相对于正极电势更低的材料构成,并具有高比容量和较好的充放电可逆性,从而在嵌锂的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性(不发生严重变形)。
负极材料主要影响锂电池包的效率、循环性能等,负极材料的性能也直接影响锂电池的性能,负极材料占锂电池总成本10~20%左右。负极材料种类上,包括碳系负极、非碳性负极。
▲电解液电解液在正极与负极之间起到运输电荷的作用(类似与无线电中的载波),具有较高的离子电导率,一般应达到1x10-3~2x10-2 S/cm。它影响着锂电池包的能量密度、宽温应用、循环寿命、功率密度、安全性能等因素。
▲隔膜隔膜有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性,对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力,保持离子导电性,同时具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离,此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐电解液腐蚀性和足够的电化学稳定性。动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。
锂电池鼓包的原因可能有两个,
一是电池制造水平的问题,电极涂层不均匀,生产工艺比较粗糙;
二是使用过程中过充电和过放电问题。
过充导致的鼓包:过度充电会导致正极材料里的锂原子全部跑到负极材料里面,导致正极原本饱满的栅格发生变形垮塌,这也是锂电池电量下降的一个主要原因。在这个过程中,负极的锂离子越来越多,过度堆积使得锂原子长出树桩结晶,使得锂电池发生鼓胀。
过放导致的鼓包:SEI膜对负极材料会产生保护作用,使材料结构不容易崩塌,并且可以增加电极材料的循环寿命。电池过度放电后使得SEI膜发生可逆性破环,保护负极材料的SEI破坏后使得负极材料崩塌,从而形成锂电池包鼓包现象。
这两个因素会导致电池在使用过程中,电池内部发生近似于短路的剧烈反应,生成大量的热,进而导致电解质分解气化,电池就鼓起来了。
(图/文/摄: 问答叫兽) 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019
三元锂电池自燃原因是什么
【太平洋汽车网】锂离子电池起火原因,可以划分成两个大部分,自身原因和外部原因。自身原因重要是指自身材料、结构热稳定性的好坏,对火灾发生与否的影响;外部原因,指各种滥用手段,引发的锂离子电池火灾。
在动力锂电池普及应用的初期,由于对电池性能认识不足,自身设计相关经验的缺乏以及使用者对系统的不熟悉,出现过一些事故。加之电动汽车这种新兴势力时时刻刻活在观察者眼光下的处境,使得锂离子电池火灾影响尤为广泛。
1.1自身原因锂离子电池由正极材料,负极材料和电解液组成,这几部分的热稳定性,直接影响着电芯发生热失控的可能性。
负极材料的热稳定性的影响因素目前应用的负极材料,绝大部分是碳材料。在高温条件下,石墨容易与电解液发生反应,尤其电池荷电量高的状态,LiC6更是能够提升反应的激烈性。
有研究发现,负极开始反应放热的温度起点,与碳材料的颗粒度有关,颗粒越大,其开始反应的温度就越高,也就越安全。同时,不同结构的碳材料参与电解液的反应,其放热量并不相同,石墨就比无定型碳(重要指软碳和硬碳)放热量大。
正极材料热稳定性的影响因素当前应用广泛的锂离子电池正极材料,都是锂的化合物。磷酸铁锂,锰酸锂和三元锂,假如泛泛的说,三者的安全性是从高到低排列的。而有人专门对正极材料在这些电池安全性中的影响做了研究。
研究认为,锂的化合物分子式中,锂的含量越高,其热稳定性就越差,开始与电解液反应的温度就越低。有个定量的比较,分子式中各个原子的比例系数,当锂的系数是0.25时,其反应温度为230°C;假如这个数值变成1,其起始反应温度就变成了170°C。此外,假如正极材料中含有除了锂以外的其他金属元素,则含锰元素的正极材料比含镍元素的正极材料热稳定性好。
电解液热稳定性影响因素电解液可以说是热稳定性问题的核心,它的稳定性直接影响整个体系的稳定性。有人针对电解液的热稳定性做了一些列研究,结果表明:电解液中的碳酸二甲酯含量越高,其热稳定性越差,越容易与正负极材料发生反应;电解液与越多类型材料相容性差,也就是在较低的温度下可以与多种不同的盐类发生反应,说明它越活泼,其热稳定性就越差。
老化带来的热失控老化是一个综合的过程,负极SEI膜结构老化,出现破损,引发自生热过程;负极锂枝晶堆积,造成内短路或者遇到高温环境与电解液激烈反应。老化带来的内阻上升,使得热积累出现的概率上升。总的来说,老化与热失控风险存在正相关性。
1.2各种滥用下的热失控因素锂离子电池的滥用,一般指由于意外事故或者管理系统故障造成对电池不恰当的使用。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
三元锂电池的缺点是什么
三 元 锂电池又被为“三元聚合物锂电池”,指的是镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂作为正极材料的锂电池。由于三元锂电池体积更小、能力密度更高、耐低温,目前正广泛应用于新能源汽车上。
理论上来讲,三元锂电池寿命是2000次充放电循环,我们算作一天一充,也能维持5年多。不过实际上使用与理论还是有区别的,如果进行1000次充放电循环,实质上三元锂电池已经衰减了50%,也就是说充满电只能跑原来 里程 的一半。所以如何避免这种情况呢?随用随充,不要把电耗尽才去充电。另外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池衰减。
三元锂电池的一个较大缺点是受到撞击和高温时起火点较低。三元锂电池的缺点也导致采用了三元锂电池的新能源客车没有办法进入新能源车型目录,原因是安全性。三元锂电池热稳定性较差,在250-300℃高温就会产生分解,并且三元锂材料的化学反应尤其强烈,一旦释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,随即发生爆燃现象。所以对三元锂电池的保护要求很高,以防意外。
不过为了抑制此类事故,厂家也花费了很大功夫,在电池管理系统以及散热系统中加入过充保护、过放保护、过温保护、过流保护这些环节,实时监测电池状态,这些都是为了提高三元锂电池安全性所采用措施。
(图/文/摄: 齐贺松) @2019
三元锂电池怎么样
三元锂电池又称“三元锂聚合物”,是指以锰酸镍钴或铝酸镍钴为正极材料的锂电池。三元锂电池因其体积更小、容量密度更高、耐低温等优点,被广泛应用于新能源汽车。比如我们熟知的 特斯拉 ,它的所有车型都使用三元锂电池。
三元锂电池也让使用三元锂电池的新能源公交车因为安全问题无法进入新能源汽车目录。三元锂电池热稳定性差,在250-300℃会分解,三元锂材料的化学反应特别强烈。一旦释放出氧分子,电解液就会在高温作用下迅速燃烧,进而发生爆燃。因此,我们可以看到,在极端的碰撞事故中,特斯拉这样的电动汽车仍然存在火灾隐患。
理论上,三元锂电池的寿命是2000次充放电循环,如果我们把它算作一天一次充电,可以持续五年以上。但是,实际上,使用和理论还是有区别的。如果进行1000次循环充放电,其实三元锂电池已经衰减了50%,也就是说充满电后只能跑原来里程的一半。那么如何避免这种情况呢?用的时候充电,没电了再充电。此外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池的衰减。
三元锂电池电池寿命
三元锂电池电池寿命 根据国家规定,电动汽车动力电池容量降低到新电池状态的80%以下,可视为动力电池使用寿命的终结。 按照电池的标准,三元锂电池的寿命是由电池的循环次数决定的,三元锂电池的容量会随着充放电次数的增加而降低。在相关实验室中,三元锂电池以1C的充放电速率连续充放电。在1000次充电循环后,电池容量下降到新电池状态的80%。 按照目前三元锂电池的技术水平,目前电动车常用的动力电池容量密度为260Wh/kg。按照这个能量密度,一年2万公里计算,按照浅充浅放,循环寿命至少1000次。如果使用得当,至少可以在电动车上使用5到8年。 至于什么因素会影响三元锂电池的使用寿命,氢云链认为需要从电池本身的结构和用途来分析,比如电池材质、使用环境、最佳工作状态等。 具体来说,在使用过程中,由于使用不当,锂电池内部会发生不可逆的电化学反应,导致容量降低。比如电池内部电解液分解,电池内部活性物质活性丧失,会直接导致三元锂电池寿命大幅下降。 当然,电动汽车动力电池使用寿命的结束并不意味着电池不能充放电,而是电池此时的放电量远低于新电池。如果继续使用,会给用户带来很差的用车体验。因为动力电池的使用寿命标准是几年前制定的,当时电池容量小,电动车续驶里程短,衰减在新电池的80%以下。真的感觉续航里程缩短了很多。比如本来续航里程200公里,电池衰减到80%。行驶160公里就要充电了。目前电动车续驶里程已经很高,降低20%对用户的用车感受并没有那么大的影响。 @2019