聚合物锂电池快充技术,会带来怎样的风险?

  在这个快节奏的时代,不管做什么都讲究一个效率。在迟迟发明不出来更好替代品的情况下,聚合物锂电池快充成为了临时解决方案。一般快充为大功率直流充电,半小时可以充满电池80%容量,快充直流充电的电压一般都是大于电池电压的。那么关于聚合物锂电池快充技术,会带来怎样的风险?
 
聚合物锂电池
 
  聚合物锂电池快充技术
 
  手机快充实现的三种基本方式是:①电压不变,提高电流;②电流不变,提升电压;③电压、电流均提高。但想要真正实现快充,不单单是提高电流和电压就可以的,快充技术是一整套系统,包括快充适配器和智能电源管理系统。
 
  长期这样快速充电肯定会影响聚合物锂电池寿命,锂电池的快速充电是以牺牲电池的循环寿命为代价,因为电池是通过电化学反应而产生电能的装置,充电是发生逆化学反应,而快速充电将在瞬间向电池内输入大电流,经常使用快速充电模式会降低电池的还原能力,减少电池充放电的循环次数。
 
  聚合物锂电池快充技术风险
 
  聚合物锂电池快充带来三个效应:热效应、析锂与机械效应
 
  1.频繁快充加速了电池电芯的极化
 
  当持续充电电流较大时,电极处的离子浓度升高,极化加剧,电池端电压无法与充入的电量/能量直接线性比例地对应起来。同时大电流充电,内阻的增大会导致焦耳发热效应加剧带来副反应,如电解液的反应分解、产气等一系列问题,危险系数骤然增加,对电池安全性产生影响,非功率型电池的寿命必然会大幅缩短。
 
  2.频繁快充可能导致电芯析晶
 
  聚合物锂电池快充意味着锂离子快速脱出并“游向”负极,这时候就需要负极材料具有快速的嵌锂能力,由于嵌锂电位和锂析出的电位差不多,在快充或低温条件下,锂离子可能会在表面析出形成枝晶锂。枝晶锂会刺穿隔膜造成Li二次损耗,降低电池容量。当锂晶体达到一定量后就会从负极向隔膜生长,造成电池短路的危险。
 
  3.频繁快充会缩短电池寿命
 
  频繁充电,也容易加速消耗电池的寿命,甚至导致电池活性降低,续航时间缩短等问题。尤其是在快充技术的加入后,虽然在前期充电的速度很快,但没有冲满至100%就拔线,造成多次充电,增加了电池的循环次数,长期这样使用就会降低电池的活性,从而加速电池的老化。
 
  高温是聚合物锂电池老化的最大杀手,快充的高功率会使电池在短时间内升温,非快充虽然功率低、单位时间内发热低,但是需要更长的通电时间。这样一来电池热量也会随时间而积累,充电过程中所产生的热量差别不足以造成电池衰老速度的差异。
 
  综合以上内容,我们可以总结出快充对于聚合物锂电池的质量要求很高,对于电池的寿命有较大的损失,安全系数会明显下降,因此没有必要的时候尽量少做。频繁的给电池进行快速充电会对电池造成伤害,但由于电池电芯密度、材料、环境温度以及电池管理系统的差异,电池在快充过程中的受伤害程度也不同。
 
  目前大多数聚合物电池会针对根据电池的剩余电量、电池性能等因素设计合理的充电策略,通过调节充电功率,减小快充对电池的伤害。

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