锂離子電池長時間儲存有什麽危害?

锂離子電池长时间储存的应用领域比如医疗、特种应用设备及配用电源等,电池具有良好的长期储存性能就显得尤为重要。锂離子電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:
1、物理特性
根据锂離子電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,锂離子電池长时间放置后,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、電化學特性
锂離子電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,锂離子電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
长期搁置的锂離子電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離子電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:可逆指的是对锂離子電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)內阻
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。对于锂離子電池来说,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,锂離子電池保存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)放電特性
长期存贮后锂離子電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,长期存储后锂離子電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)控制貯存環境的溫、濕度,將電池貯存在低溫和幹燥的環境中,有利于其外觀及內部性能的長期保持。
(2)定期激活電池,在貯存一定周期後以小電流對電池進行一到兩次的充放電活化,有利于降低電池的不可逆容量損失;
(3)控制電池長期貯存的荷電狀態。吳國良的研究表明,將電池荷電容量控制在半電態(40%~60%額定容量),有利于電池的長期存儲。
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