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鋰電池的過充過放問題解決辦法

時間:2025-09-29 17:58:14來源:21ic電子網

導語:?鋰電池過放是指電池在放電過程中,電壓降至過低的狀態(tài)。過放會導致電池內部的正負極材料發(fā)生不可逆的變化,從而影響電池的容量和性能。同時,過放還可能引發(fā)電池內部短路或熱失控等安全問題。雖然過放狀態(tài)下電池也有可能發(fā)生析鋰現(xiàn)象,但相較于過充,其風險相對較低。

  鋰電池過充電、過放電、混合使用會導致以下問題:

  過充電危害

  ?熱失控?:電解液分解產生氣體,內壓升高引發(fā)爆炸。實驗數據顯示,持續(xù)過充可使電池內阻增加37%,容量衰減速度提升5倍。 ?

  ?結構損傷?:正極材料結構崩塌,負極形成尖銳的鋰枝晶刺穿隔膜,導致內短路。 ?

  ?壽命縮短?:某品牌手機電池測試顯示,200次過充循環(huán)后膨脹率達8.2%。

  過放電危害

  ?材料損傷?:正極材料晶格坍塌,負極銅集流體溶解形成導電通路,引發(fā)短路。 ?

  ?永久性容量下降?:多次深度放電(<5%電量)可使電池容量降至初始值的62%。 ?

  ?安全隱患?:電壓跌破2.5V時,維修費用可能高達12萬元。 ?

  混合使用風險

  ?加速老化?:不同類型鋰電池(如磷酸鐵鋰與三元鋰)混用時,充電電壓不匹配可能導致過充或過放。 ?

  ?安全隱患?:線路老化或改裝不當易引發(fā)短路,導致起火爆炸。 ?

  ?建議措施?:

  充滿后及時拔掉電源;

  電量低于20%時立即充電;

  避免高溫(>35℃)或低溫(<-5℃)環(huán)境下充電;

  使用原裝充電器并定期檢測電池健康值。

  鋰電池過放與過充:哪個更易引發(fā)析鋰現(xiàn)象 | 鋰電池作為現(xiàn)代電子設備的重要能源,其性能穩(wěn)定與否直接關系到設備的使用安全和壽命。然而,在實際使用過程中,鋰電池可能會因為過放或過充而引發(fā)析鋰現(xiàn)象,從而導致電池性能下降甚至損壞。那么,鋰電池過放和過充哪個更易引發(fā)析鋰現(xiàn)象呢?

  一、鋰電池過放對析鋰的影響

  鋰電池過放是指電池在放電過程中,電壓降至過低的狀態(tài)。過放會導致電池內部的正負極材料發(fā)生不可逆的變化,從而影響電池的容量和性能。同時,過放還可能引發(fā)電池內部短路或熱失控等安全問題。雖然過放狀態(tài)下電池也有可能發(fā)生析鋰現(xiàn)象,但相較于過充,其風險相對較低。

  二、鋰電池過充對析鋰的影響

  鋰電池過充是指電池在充電過程中,電壓超過其設計上限的狀態(tài)。過充對鋰電池的危害非常大,它可能導致正極材料結構破壞、電解液分解以及電池內部溫度升高等問題。其中,正極材料結構破壞和電解液分解是導致析鋰現(xiàn)象發(fā)生的主要原因。正極材料結構破壞會使得鋰離子在充電過程中無法有效嵌入晶格,從而在電極表面形成鋰枝晶。而電解液分解則會產生氣體和熱量,進一步加劇析鋰現(xiàn)象的發(fā)生。因此,鋰電池在過充狀態(tài)下更易發(fā)生析鋰現(xiàn)象。

  三、如何避免鋰電池析鋰現(xiàn)象

  針對過充析鋰:

  1.電壓硬截止:BMS設置冗余電壓上限(如NCM電池≤4.18V);

  2.充電優(yōu)化:

  恒壓轉恒流(CV→CC)切換點提升至0.05C(傳統(tǒng)0.1C);

  低溫環(huán)境充電電流減半(0℃時≤0.3C);

  3.材料改性:

  負極表面涂覆Li?Ti?O??(LTO)緩沖層(嵌鋰電位1.55V,避免0V析鋰);

  電解液添加FEC(氟代碳酸乙烯酯)促進均勻SEI膜。

  針對過放:

  1.電壓監(jiān)控:深度放電后啟動休眠(如LFP電池<2.8V斷電);

  2.修復機制:低壓小電流(0.01C)活化恢復。

  過充和過放的定義與危害

  鋰電池的過充指電池內部的電壓高于設計標準電壓,這種情況下電池內部化學反應會變得不穩(wěn)定,產生熱量和氣體,進而導致電池漏液、短路和爆炸等安全問題。過放指電池內部的電量低于標準電量,導致電池容量下降,服務壽命縮短甚至無法充電。過充和過放都會影響電池的壽命和安全性,所以對于鋰電池來說非常重要。

  什么情況下會出現(xiàn)過充和過放

  1.使用不當:在充電時不及時斷電導致過充,或者放電時未及時充電導致過放。

  2.電池老化:鋰電池會隨著時間的推移而逐漸老化,這會導致電池容量減少或者出現(xiàn)安全隱患。

  3.高溫環(huán)境:高溫會使鋰電池內部化學反應速度加快,容易導致過充和過放。

  4.電路故障:電池內部的保護電路出現(xiàn)問題或者連接器松動等問題。

  如何防止過充和過放

  1.使用專業(yè)充電器:專業(yè)的充電器能夠根據電池狀態(tài)自動控制充放電,避免過充和過放情況的發(fā)生。

  2.選用高品質電池:高品質的電池具有更好的安全性能和使用壽命。

  3.不將電池長時間放置在高溫環(huán)境下:注意電池的儲存環(huán)境,避免將電池長時間放置在高溫環(huán)境下。

  4.即時處理故障:一旦發(fā)現(xiàn)電池出現(xiàn)故障,及時處理,更換電池或者維修電池的保護電路等問題。

  過充和過放是鋰電池使用過程中需要注意的問題,如果不注意可能會對電池的壽命和安全性產生影響。遵循以上方法可以有效地預防過充和過放情況的發(fā)生。

  總結

  過充是析鋰的主因:其本質是負極鋰嵌入能力飽和,導致離子被迫在表面還原沉積;過放不引發(fā)析鋰:該過程的核心風險是銅枝晶短路和SEI膜分解。

標簽: 鋰電池

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