电动自行车用锂离子电池组过充现象研究.pdf

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1、第44卷第9期当代化工Vo1．44，No．92015年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，2015电动自行车用锂离子电池组过充现象研究孙延先，任宁，牛志强，金菊凤，任晴晴(浙江超威创元实业有限公司，浙江湖州313000)摘要：安全性能是动力锂离子电池市场化发展的主要障碍，耐过充性能是锂电池安全性能的重要方面。鉴于此，研究了电芯一致陛及不同正极材料体系对电池组耐过充性能的影响；并研究了阻燃材料对电池组的阻燃效果。结果表明：电芯一致性越好，电池组耐过充性能越差；锰酸锂和磷酸铁锂正极体系的耐过充性能要优于镍钴锰酸锂三元

2、体系；阻燃材料只能在一定程度上延后电池组过充燃烧，并不能阻止电池组的燃烧。关键词：锂离子电池组；耐过充；电芯一致性；正极体系；阻燃材料中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)09—2103—03ResearchonOverchargePhenomenon0fLi-ionBatteryf0rElectricBicycles乙WYan-xian，RENNing，NIUZhi-qiang，JINJv-feng，RENQing-qing(ZhejiangChaoweiChuangyuanindustrialCo．，Ltd．，Zh

3、ejiangHouzhou313000，China)Abstract：Thesafetyissueofhigh—powerli-ionbaReryhasbeenconsideredasoneofmajorobstaclestoitsmarketdevelopment，andoverchargeresistanceisanimportantaspectofthesafety．Inviewofthis，efectofcellconsistencyanddiferentanodematerialsystemsonoverchargeresistanceofthe

4、baRerypackwasstudied．Beside，theefectoffire—retardantmaterialsforthebatterypackwasstudied．Theresultsshowthat：thebeRerthecellconsistenc~theworsetheoverchargeresistanceoftheli—ionbattery；theoverchargeresistanceofLizMn04anodesystemandLiFePO4anodesystemisbetterthanternarysystem；fire—re

5、tardantmaterialscannotstopbutdelayoverchargeburningofthebaRerypacks．Keywords：Li-ionbaRery；overcharge；cellconsistency；anodesystem；fire·-retardantmaterial锂离子动力电池作为一种新型的动力技术，可极体系不同外，负极材料、电解液、隔膜、铝塑膜以使用在任何一种驱动车辆上，如电动自行车、电及其它电芯物料均相同。实验电池组过充方案如下：动摩托车、电动汽车、移动通讯设备、军事及航空将试验电池组放置在防爆箱内，外接热电偶检

6、测电领域，其使用面之广，具有不可估量的市场前景。池组内部温度变化，用恒流恒压源(RD数字直流但是安全性不足制约了锂离子电池的市场化发展，稳压电源，苏州万瑞达电器有限公司)以100V、这是锂离子电池研究人员目前要解决的首要问题。0．5c恒流充电，直到电池组冒烟、起火或电压(电过充是电池在使用过程中极易发生的现象，动力锂流)下降至0V(0A)结束。此l0组电池的正极离子电池在过充时，会导致电解液分解，生成大量材料方案、实验方案及过充模拟实验的结果见表1。的气体，并在短时间内放出大量热，使电池可能发其中，过充冒烟现象及明火现象见图1(a)和(bo生燃烧甚至是爆炸

7、，最终带来难以预计的严重后果。】2结果与讨论。因此，对锂离子电池过充现象的研究极为必要。已有报道指出，当负极为石墨时，锂离子电芯的过对比表1中的方案1、2和3，方案1是在l电充性能主要取决于正极材料。池组中只有l颗满电态电芯、其余电芯为0％荷电态的状态下进行过充，实验结果为1电池组冒烟但1实验部分无明火。根据实验需要，负极采用石墨，与不同正极材方案2是在电池组中只有1颗满电态电芯、料体系搭配，按相同生产工艺制备10组48v1OAh其余电芯为40％荷电态的状态下进行过充，实验结电动自行车用锂离子电池组f每个电池组含l3只电果为2电池组冒烟但无明火；方案3是在

8、3电池组芯)，并编号为1一1，分别对应地用于过充模拟实中所有电芯均