压力对软包锂离子电池性能的影响及对策分析论文_陈泳生

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摘要:本文主要围绕着压力这一方面影响因素,其对于软包的锂离子类电池各项性能所产生的具体影响,并结合实际情况,研究了相应地实施对策。从而能够从根本上把握住压力此方面影响因素对于软包的锂离子类电池各项性能所可能产生的相关影响,通过实施相应地对策,降低压力影响,促进软包的锂离子类电池自身基本性能进一步提升。

关键词:压力;软包;锂离子;电池;性能;影响;对策;

前言

为能提升软包的锂离子类电池自身特性,避免其受压力影响,就需广大技术工作者能够结合以往的工作经验,围绕着压力这一方面因素其对于软包的锂离子类电池自身性能可能会形成的具体影响,开展精细化地研究,并构思出相应地应对策略。从而能够降低压力其对于软包的锂离子类电池自身性能所产生的影响,进一步提升软包的锂离子类电池各项性能。

1、主要影响

1.1 在电解质方面

在锂电池当中,电解质该溶液属于核心部分。锂电池实际运行期间,电解质该溶液通常会充满以隔膜与正负极空间内,以起到正负极沟通及锂离子传输等功能作用。电解质该溶液,通常分为高容量、防过充、低温、高温、高功率等这些类别。若锂电池处于充电状态,电池内电解液若遇到含碳电极,便会出现不稳定情况,即为还原性反应。电解液还原通常会消耗一部分的电解质组成溶剂,对电池表征容量会产生一定不利影响,致使电池自身性能逐渐降低。

1.2 在正负极的材料方面

锂离子的动力电池,通常是依据正极材料予以分类,主要包含着三元、磷酸锰的铁锂。常见性负极材料即为:钛酸锂、石墨。如图1所示,为锂离子的动力电池基本参数。锰酸锂的体系电池,其自身具有较低的克容量、较高的压实密度。故它实际能量密度基本于与该磷酸铁锂相一致。倘若处于高温状态下极易溶解,需通过处理其表面避免次问题出现。相比较于磷酸铁锂,其自身安全性及稳定性相对较差,在新能源类汽车市场当中应用的相对较少。磷酸的锰铁锂该材料自身具有着较高的电池电阻等特性,实际应用期间循环的稳定性较差,且寿命极短。主要是因其混合了锰锂、铁锂。故模块成组期间,通常会出现SOC不一致情况。正负极的材料通常会在溶解过程中,出现SEI负极膜不稳定情况,甚至会导致沉积物将隔膜刺穿,便会诱发较为严重的自放电等问题,也会导致SEI负极膜形成期间消耗大量锂离子,降低电池自身容量,影响电池各项性能。因它自身使用的电压相对较高,放电低,且为新开发式材料,投放使用时间相对较短,有待于进一步研究。

图1 锂离子的动力电池基本参数示图

1.3 在隔膜方面

锂离子该电池,它主要是由隔膜、电解质及正负极的材料所构成。锂离子该电池当中,隔膜占据重要比重,重要性不可忽视。锂离子该电池的隔膜,主要指的是锂离子该电池负极、正极间聚合物的隔膜,影响着电池自身可靠性及经济性等。该隔膜可分割电池正负极,让电池内部电子不可自由地穿过,可有效避免正负极直接与短路接触。在增加压力的过程中隔膜会显示出粘弹性蠕变和闭孔现象。而且压力值随着电池SOC状态处于动态变化中。随着应力的增加,使模量持续增加,隔膜会越来越硬。如图2所示,为该对于锂离子该电池性能与隔膜自身特性之间的内在关系。

图2 锂离子该电池性能与隔膜自身特性之间关系示图

2、应对策略研究

2.1 提升库伦的效率

库伦的效率,通常称之为充电效率,主要指的是电池的放电容量,其与循环期间充电的容量比例,也就是放电的容量其与充电的容量比例。在一定程度上,库伦的效率一般可反映出电池放电期间所产生电池的极化效应。越大的库伦效率,充放电期间电池所滞留电池量也就相对较少,放出电量则相对较多。若想降低压力因素对于软包的锂离子类电池自身性能影响,技术人员可从库伦的效率方面入手,通过适当增加压力以将库伦的效率提升。但是,该库伦的效率并不可能与其电池实际容量变化情况相同。故在优化压力期间,需加入弹性元件,以对电池容量与库伦的效率产生平衡性作用,确保软包的锂离子类电池自身性能得以提升。

2.2 拆解电池

软包的锂离子类电池出现析锂情况的根本因素在于锂离子的传输环节,电池循环期间电解液通常会分解一定消耗量,该锂离子实际传输路线必将有所变化,以至于运动前后经常出现不一致情况;电解液在反应期间通常会产生一些气体,对于正负极的锂离子有效性传输会产生不利影响,该电解液会出现干枯或减少情况,最终致使锂传输的路径被中断而出现析锂情况。而针对这一情况即可通过拆解电池,以防止小堆叠的压力出现层脱离情况,确保锂离子畅通地传输。在受到压紧力的约束期间,该电池会出现一定副反映气体被压力逐渐压到电池的边缘处,确保正负极完美地贴合,避免锂离子的传输通道被中断,切实地避免软包的锂离子类电池出现析锂情况,让软包的锂离子类电池自身各项性能可达到一定平衡点。

2.3 动力电池内部模块机械化成组

针对于动力电池内部模块的设计,可从机械化成组入手,以层单元为基本设计概念,在考虑到压力这一方面影响因素的基础之上,务必要在焊接完每层电池后,从夹具内直接将电池及框架取出实施装配操作。扩展每层电池的实际个数,以将电池模块总体设计灵活度提升,依据电池箱实际尺寸来进行模块大小的调节。因层单元当中上下部分结构均为交错性地搭建架构,该铝板通常会夹于上、下框间。因上、下框均带有卡扣,该铝板孔需套至下框卡扣之上,铝板下部表面必须充分接触下框上部表面,把上框机构有效卡入,让其可与下框一同把该铝板夹之中间位置。如此,便可避免压力因素影响到软包的锂离子类电池自身性能而出现损坏情况,确保其所有层单元均处于稳定性状态之中。

2.4 做好模块的安装测试

对于软包的锂离子类电池来说,若向从根本上避免压力这一方面因素影响到其自身各项性能,就需从动力电池内部模块的安装测试工作入手,将安装测试该项工作做好。放电测试期间,因薄膜压力的传感器实际精度及波动通常出现一定偏差,致使测量结果确保精准性。故需广大测试技术工作者充分考虑到压力因素对于软包的锂离子类电池自身性能所产生的影响,开展严格地动力电池内部模块的安装测试,并将最终测试结果最为基本参数标准,获取到电池模块实际压力变化情况,该电池放电之后模块内部压力相对较小,待充电完毕后其模块内部压力则相对较大,该电池模块内部压力的变化幅度极大。如此,便可切实地掌握了该电池实际放电期间压力的变化趋势,以将电池模块压力控制到最适宜的范围之内,确保软包的锂离子类电池自身性能不会受到影响。

3、结语

综上所述,为了能够确保软包的锂离子类电池各项性能不会受到压力这一方面因素所影响,避免软包的锂离子类电池遭受到损坏,就需广大技术人员提高对此类问题的重视程度,全身心地投身于实践经验积累当中,全面把握住压力这一因素对于软包的锂离子类电池各项性能可能会形成的影响,采用有效性地干预手段规避这一影响,确保软包的锂离子类电池各项性能均可得以不断强化。

参考文献:

[1]鲁怀敏,方海峰,何向明,谢乐琼.压力对软包锂离子电池膨胀及充放电性能的影响[J].电源技术,2017,41(05):686-688.

[2]邹舜章.压力对软包锂离子电池性能的影响及对策研究[D].湖南大学,2017,30(12):225-226.

[3]江欢,徐强,孟繁慧,周江,高俊奎.压力对于软包锂离子电池性能的相关影响研究[J].化学工业与工程,2017,34(02):689-690.

论文作者:陈泳生

论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期

论文发表时间:2018/11/26

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