L'overcharging hè unu di l'articuli più difficiuli in a prova di sicurezza di a batteria di lithium attuale, per quessa, hè necessariu di capiscenu u mecanismu di overcharging è e misure attuali per prevene l'overcharge.
L'immagine 1 hè a curva di tensione è di temperatura di a bateria di u sistema NCM + LMO / Gr quandu hè sovraccaricata.A tensione righjunghji un massimu à 5.4V, è dopu a tensione scende, eventualmente pruvucannu una fuga termica.E curve di voltage è temperatura di u overcharge di a bateria ternaria sò assai simili à questu.
Quandu a bateria di lithium hè sopracargata, generà calore è gasu.U calore include u calore ohmicu è u calore generatu da reazzioni laterali, di quale u calore ohmicu hè u principale.A reazzione laterale di a bateria causata da una carica eccessiva hè prima chì l'eccessu di lithium hè inseritu in l'elettrodu negativu, è i dendriti di lithium creceranu nantu à a superficia di l'elettrodu negativu (a ratio N / P influenzerà u SOC iniziale di a crescita di dendrite di lithium).U sicondu hè chì l'excedente di lithium hè estrattu da l'elettrodu pusitivu, facendu chì a struttura di l'elettrodu pusitivu si colapsà, alliberendu u calore è l'ossigenu.L'ossigenu accelerà a descomposizione di l'elettroliti, a pressione interna di a bateria cuntinueghja à cresce, è a valvula di salvezza si apre dopu à un certu livellu.U cuntattu di u materiale attivu cù l'aria genera più calore.
I studii anu dimustratu chì a riduzzione di a quantità di l'elettroliti riducerà significativamente a produzzione di calore è di gasu durante a carica.Inoltre, hè statu studiatu chì quandu a bateria ùn hà micca una splint o a vàlvula di salvezza ùn pò micca esse apertu nurmale durante a carica, a bateria hè propensa à l'esplosione.
Una ligera sovraccarica ùn pruvucarà una fuga termica, ma pruvucarà un sbiadimentu di a capacità.U studiu hà trovu chì quandu a bateria cù u materiale hibridu NCM / LMO cum'è l'elettrodu pusitivu hè sovraccaricatu, ùn ci hè micca una decadenza di capacità evidenti quandu u SOC hè più bassu di 120%, è a capacità decade significativamente quandu u SOC hè più altu di 130%.
Attualmente, ci sò quasi parechje manere di risolve u prublema di sovraccarica:
1) A tensione di prutezzione hè stabilita in u BMS, di solitu a tensione di prutezzione hè più bassu di a tensione di piccu durante a carica;
2) Migliurà a resistenza di a sopracarga di a bateria attraversu a mudificazione di materiale (cum'è u revestimentu di materiale);
3) Aghjunghjite additivi anti-overcharge, cum'è coppie redox, à l'elettrolitu;
4) Cù l'usu di a membrana sensibile à a tensione, quandu a bateria hè sopracargata, a resistenza di a membrana hè significativamente ridutta, chì agisce cum'è un shunt;
5) I disinni OSD è CID sò aduprati in batterie di cunchiglia d'aluminiu quadrate, chì sò attualmente disinni anti-overcharge cumuni.A batteria di sacchetti ùn pò micca ottene un disignu simili.
Referenze
Energy Storage Materials 10 (2018) 246-267
Sta volta, avemu da presentà i cambiamenti di tensione è di temperatura di a bateria di l'ossidu di lithium cobalt quandu hè overcharged.A stampa quì sottu hè a tensione di sovraccarica è a curva di temperatura di a bateria di l'ossidu di lithium cobalt, è l'assi horizontale hè a quantità di delithiation.L'elettrodu negativu hè grafitu, è u solvente elettrolitu hè EC / DMC.A capacità di a bateria hè 1.5Ah.U currente di carica hè 1.5A, è a temperatura hè a temperatura interna di a bateria.
Zona I
1. A tensione di a bateria cresce lentamente.L'elettrodu pusitivu di l'ossidu di lithium cobalt delithiates più di 60%, è u lithium metallicu hè precipitatu da u latu di l'elettrodu negativu.
2. A bateria hè bulging, chì pò esse duvuta à l'ossidazione d'alta pressione di l'elettroliti nantu à u latu pusitivu.
3. A temperatura hè basicamente stabile cù una ligera crescita.
Zona II
1. A temperatura accumincia a cullà pianu pianu.
2. In a gamma di 80 ~ 95%, l'impedenza di l'elettrodu pusitivu aumenta, è a resistenza interna di a bateria aumenta, ma diminuite à 95%.
3. A tensione di a bateria supera 5V è righjunghji u massimu.
Zona III
1. À circa 95%, a temperatura di a bateria accumincia a risurrezzione rapidamente.
2. Da circa 95%, finu à vicinu à 100%, u voltage batterie cade pocu.
3. Quandu a temperatura interna di a bateria righjunghji circa 100 ° C, a tensione di a bateria scende bruscamente, chì pò esse causata da a diminuzione di a resistenza interna di a bateria per via di l'aumentu di a temperatura.
Zona IV
1. Quandu a temperatura interna di a bateria hè più altu di 135 ° C, u separatore PE cumencia à funnu, a resistenza interna di a bateria s'arrizzò rapidamente, a tensione righjunghji u limitu superiore (~ 12V), è u currente scende à un bassu. valore.
2. Trà 10-12V, a tensione di a bateria hè inestabile è u currente fluttua.
3. A temperatura internu di a bateria s'arrizza rapidamente, è a temperatura s'arrizza à 190-220 ° C prima di rupture di a bateria.
4. A bateria hè rottu.
L'overcharge di batterie ternary hè simile à quella di batterie di lithium cobalt oxide.Quandu si ricaricà e batterie ternarie cù cunchiglia d'aluminiu quadrate nantu à u mercatu, l'OSD o CID serà attivatu quandu entra in a Zona III, è u currente serà tagliatu per pruteggià a bateria da a carica.
Referenze
Journal of The Electrochemical Society, 148 (8) A838-A844 (2001)
Tempu di Postu: Dec-07-2022