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锂离子电池长时间储存有什么危害?

锂离子电池长时间储存的应用领域比如医疗、军用及配用电源等,电池具有良好的长期储存性能就显得尤为重要。锂离子电池内部是个较为复杂的电化学体系,长时间搁置后内部的平衡状态逐渐发生变化,累积到一定程度时,电池往往会发生以下几个方面的变化:钴酸锂离子电池

1、物理特性

根据锂离子电池时间存储的后的实际证明,电池在物理特性(外观、尺寸、重量等)会发生一定的变化,尤其是外观特性。在存储环境的温度和湿度不佳的场合,这种变化趋势更为明显。

在湿度较大的情况下,锂离子电池长时间放置后,其增重要明显高于在湿度较低情况下放置的电池。如电池钢壳部分在湿度较高的情况下易产生锈迹,从而产生质量轻微增加的现象。铁锈不会对电池的内部状态产生影响,但会直接影响对产品的出货和可能对与其配套的电子元器件产生负面影响。

2、电化学特性

锂离子电池长时间储存会有一些副反应,如电解液分解、活性物质溶解、锂沉积等。长时间搁置后,锂离子电池内部的平衡状态逐渐发生变化,累积到一定程度时,电池会发生较为明显的变化,会直接在电池的电化学特性上得到体现。

1)容量

长期搁置的锂离子电池容量变化主要体现在两点:一是电池保有容量的降低,主要由自放电引起;二是不可逆容量的增加,主要取决于电池内部化学体系间的不可逆消耗反应。自放电现象在所有锂离子电池中都是不可避免的。由于自放电而导致的容量损失可分为可逆和不可逆两类:可逆指的是对锂离子电池充电时可以恢复的那部分容量,不可逆损失即是指不能恢复的容量。对于电池制造商和电池用户来说,降低长期放置后的电池容量损失是必须的。

2)内阻

电池内阻是指正负两端之间的电阻,是集流体、电极活性物质、隔膜、电解液、导电柄、端子的电阻之和。对于锂离子电池来说,内阻越小,电池放电时所占用的电压越小,越能输出更多的能量。但对于长期存储的电池来说,电阻往往会随着存储时间的增加而升高。超过一定的电阻会引起电池内部超过基准从而报废或降级,因而需关注电池长期存贮过程中的电阻变化。

温度对内阻的响较大:25℃时,锂离子电池保存32天,内阻变化为0.57mQ;50℃时,电池保存1个月,内阻则增加2.64mΩ;当环境温度达到75C时,电池电阻变化出现急速变化,搁置同样的天数,电阻增加值为8.18mΩ,增加幅度为25℃时的14倍。

3)放电特性

长期存贮后锂离子电池的放电特性呈下降趋势。长期存储的电池低温性能明显下降。

综上所述,长期存储后锂离子电池的综合特性呈现明显的下降趋势。为降低长期贮存对电池各方面性能的负面影响,应在以下几方面进行管控:

(1)控制贮存环境的温、湿度,将电池贮存在低温和干燥的环境中,有利于其外观及内部性能的长期保持。

(2)定期激活电池,在贮存一定周期后以小电流对电池进行一到两次的充放电活化,有利于降低电池的不可逆容量损失;

(3)控制电池长期贮存的荷电状态。吴国良的研究表明,将电池荷电容量控制在半电态(40%~60%额定容量),有利于电池的长期存储。

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