鋰電池如何防止過充

 過充是目前鋰電池安全測試中較難通過的一項(xiàng)，因此有必要了解過充的原理及目前防過充的措施。

輕微的過充不會(huì)導(dǎo)致熱失控，但會(huì)引起容量衰減。研究發(fā)現(xiàn)NCM/LMO混合材料為正極的電池過充時(shí)，SOC低于120%，容量沒有明顯的衰減，SOC高于130%時(shí)容量會(huì)衰減顯著。

目前解決過充問題的大致有以下幾種方法：

1、BMS中設(shè)置保護(hù)電壓，通常保護(hù)電壓要低于過充時(shí)的峰值電壓；

2、通過材料改性（如材料包覆）提高電池的抗過充能力；

3、在電解液中添加抗過充添加劑；

4、電壓敏感膜的使用，電池發(fā)生過充時(shí)，膜電阻顯著降低，起到分流作用；

5、在方形鋁殼電池中使用OSD、CID設(shè)計(jì)，目前是通用的防過充設(shè)計(jì)。軟包電池則無法實(shí)現(xiàn)類似設(shè)計(jì)。

鋰電池過充大致可分為4個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的特征如下：

I區(qū)

1、電池電壓緩慢上升。鈷酸鋰正極脫鋰超過60%，在負(fù)極側(cè)析出金屬鋰。

2、電池鼓脹，可能是由于電解液在正極側(cè)高壓氧化。

3、溫度基本穩(wěn)定，略有上升。

II區(qū)

1、溫度開始緩慢升高。

2、在80~95%范圍內(nèi)，正極阻抗增大，電池內(nèi)阻增加，但在95%有所減小。

3、電池電壓超過5V，達(dá)到最高。

III區(qū)

1、大約在95%，電池溫度開始快速升高。

2、從大約95%開始，直到接近100%，電池電壓稍稍下降。

3、當(dāng)電池內(nèi)部溫度達(dá)到大約100℃，電池電壓急劇下降，可能是溫度升高致電池內(nèi)阻降低所引起的。

IV區(qū)

1、電池內(nèi)部溫度高于135℃，PE隔膜開始融化，電池內(nèi)阻快速升高，電壓達(dá)到上限（~12V），電流降至一個(gè)較低的值。

2、在10-12V之間，電池電壓不穩(wěn)定，電流也有波動(dòng)。

3、電池內(nèi)部溫度快速升高，電池破裂前溫度上升到190-220℃。