聚合物鋰電池快充技術,會帶來怎樣的風險?

  在這個快節奏的時代,不管做什么都講究一個效率。在遲遲發明不出來更好替代品的情況下,聚合物鋰電池快充成為了臨時解決方案。一般快充為大功率直流充電,半小時可以充滿電池80%容量,快充直流充電的電壓一般都是大于電池電壓的。那么關于聚合物鋰電池快充技術,會帶來怎樣的風險?
 
聚合物鋰電池
 
  聚合物鋰電池快充技術
 
  手機快充實現的三種基本方式是:①電壓不變,提高電流;②電流不變,提升電壓;③電壓、電流均提高。但想要真正實現快充,不單單是提高電流和電壓就可以的,快充技術是一整套系統,包括快充適配器和智能電源管理系統。
 
  長期這樣快速充電肯定會影響聚合物鋰電池壽命,鋰電池的快速充電是以犧牲電池的循環壽命為代價,因為電池是通過電化學反應而產生電能的裝置,充電是發生逆化學反應,而快速充電將在瞬間向電池內輸入大電流,經常使用快速充電模式會降低電池的還原能力,減少電池充放電的循環次數。
 
  聚合物鋰電池快充技術風險
 
  聚合物鋰電池快充帶來三個效應:熱效應、析鋰與機械效應
 
  1.頻繁快充加速了電池電芯的極化
 
  當持續充電電流較大時,電極處的離子濃度升高,極化加劇,電池端電壓無法與充入的電量/能量直接線性比例地對應起來。同時大電流充電,內阻的增大會導致焦耳發熱效應加劇帶來副反應,如電解液的反應分解、產氣等一系列問題,危險系數驟然增加,對電池安全性產生影響,非功率型電池的壽命必然會大幅縮短。
 
  2.頻繁快充可能導致電芯析晶
 
  聚合物鋰電池快充意味著鋰離子快速脫出并“游向”負極,這時候就需要負極材料具有快速的嵌鋰能力,由于嵌鋰電位和鋰析出的電位差不多,在快充或低溫條件下,鋰離子可能會在表面析出形成枝晶鋰。枝晶鋰會刺穿隔膜造成Li二次損耗,降低電池容量。當鋰晶體達到一定量后就會從負極向隔膜生長,造成電池短路的危險。
 
  3.頻繁快充會縮短電池壽命
 
  頻繁充電,也容易加速消耗電池的壽命,甚至導致電池活性降低,續航時間縮短等問題。尤其是在快充技術的加入后,雖然在前期充電的速度很快,但沒有沖滿至100%就拔線,造成多次充電,增加了電池的循環次數,長期這樣使用就會降低電池的活性,從而加速電池的老化。
 
  高溫是聚合物鋰電池老化的最大殺手,快充的高功率會使電池在短時間內升溫,非快充雖然功率低、單位時間內發熱低,但是需要更長的通電時間。這樣一來電池熱量也會隨時間而積累,充電過程中所產生的熱量差別不足以造成電池衰老速度的差異。
 
  綜合以上內容,我們可以總結出快充對于聚合物鋰電池的質量要求很高,對于電池的壽命有較大的損失,安全系數會明顯下降,因此沒有必要的時候盡量少做。頻繁的給電池進行快速充電會對電池造成傷害,但由于電池電芯密度、材料、環境溫度以及電池管理系統的差異,電池在快充過程中的受傷害程度也不同。
 
  目前大多數聚合物電池會針對根據電池的剩余電量、電池性能等因素設計合理的充電策略,通過調節充電功率,減小快充對電池的傷害。

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