锂离子电池过充电行为的研究进展
锂离子电池过充电保护实验中着火_爆炸原因分析
１ ． １ 仪器与材料 ＢＳ－９３００ 二次电池性能检测装置（广州
擎天）、ＢＴ２０００ 电池测试仪 Ｓ／Ｎ：１６３９０１－Ｔ （美国 ＡＲＢＩＮ）、８７８５ 电子负载（１００Ｗ）、短 路夹具、万能充电器夹具、数字多用表（ 日 本产） 。
实验电池为 ４ 种不同厂家生产的手机 用锂离子电池， 编号：Ａ 、Ｂ 、Ｃ、Ｄ ， Ａ 标称容 量为（３．７Ｖ，５００ｍＡｈ）、Ｂ 标称容量为（３．７Ｖ， ６５０ｍＡｈ）、Ｃ 标称容量为（３．７Ｖ，８６０ｍＡｈ）、 Ｄ 标称容量为（３．７Ｖ，８６０ｍＡｈ）。 １ ． ２ 实验方法
锂离子电池具有体积小、容量大、重 量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、 循环次数多等优点［ １ ］ ， 已经成为现代能源的 重要组成部分。但是锂离子电池由于能量 密度高， 因此难以确保电池充放电的安全 性［ ２ － ５ ］ ， 在使用的过程中就很可能出现起火 和爆炸， 危害生命和财产安全。本文作者 根据 ＧＢ／Ｔ １８２８７－２０００ 要求，对四种不同 厂家生产的手机锂离子电池进行安全保护 性能测试， 并对实验中锂电池出现的起火、 爆炸原因进行了详细分析。
［ ２ ］ 王彩娟， 宋杨， 金军． 部分锂离子电池的 安全问题［ Ｊ ］ ． 电池， ２ ０ ０ ８ （ １ ） ： ２ ５ ～２ ６ ．
［ ３ ］ 王静， 余仲宝， 储绪光， 等． 锂离子电池热 的安全性研究进展［ Ｊ ］ ． 电池， ２ ０ ０ ３ ， ３ ３ （ ６ ） ： ３ ８ ８ ～３ ９ １ ．
过充电保护、过放电保护、短路保护 实验的目的是考察锂离子电池用户在使用 过程中发生危险的机率。锂离子电池在过 充电保护实验中发生起火和爆炸的因素主
图２
要有以下几点。 ２ ． ２ ． １ 保护电路无效 锂离子电池因考虑充放电的安全， 都
锂离子电池过充电行为的研究进展
ＶＤ． ２ Ｎ ． １２ ｏ １ห้องสมุดไป่ตู้
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文 章 编 号 ：０４—１７ （０ ７ ０ ００ １０ ４ ８ ２ ０ ） １— ０ ７—０ ３
锂 离子 电池过 充 电行为的研究进展
王力臻 朱继涛 谷 书华 李 中东 ， 郭会杰 ， ， ，
（ ． 州轻 工业 学 院 材 料 与化 学工程 学 院 ，河 南 郑 州 ４ ００ １郑 ５０２；
ＷＡ Ｇ Ｌ— ｅ Ｚ Ｕ Ｊ— ｏ ， Ｇ ｈ —ｕ Ｌ ｈ ｎ —ｏｇ ， Ｇ Ｏ Ｈ ｉ ｉ Ｎ ｉ ｈ ｎ ， Ｈ ｉａ ｚ ｔ Ｕ Ｓ ｕｈ ａ ， Ｉ ｏ ｇｄｎ Ｚ Ｕ ｕ－ ｅ ｊ
（ ．Ｃ ｌｇ １ ｏｌ ｅｏ ｔ ｉｌ ｎ ｈｍ．Ｅ ｇ ， ｈｎｚｏ ｎｖ ｆ Ｕ ｈ ｌ ． Ｚ ｅｇｈ ｕ４０ ０ ， ｈｎ ； ｅ ｆＭａｅａ ｄＣ ｅ ｒ ａ ｎ ． Ｚ ｅｇｈ ｕＵ ｉ ．ｏ ｇ ｔ ｎ ， ｈｎｚｏ ５ ０ ２ Ｃ ｉ ｄ ａ
维普资讯
第２ ２卷 第 １ 期 ２０ ０ ７年 ２月
郑 州 轻 工 业 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ＪＵ Ｎ Ｌ Ｆ Ｈ Ｎ Ｚ Ｏ ＮＶ Ｒ ＩＹＯ Ｇ Ｔ Ｎ Ｕ Ｔ Ｙ （ ａ ｒ ｉ ｃ） Ｏ Ｒ Ａ Ｅ Ｇ Ｈ Ｕ ＩＥ Ｓ Ｆ ＩＨ Ｄ ＳＲ Ｎ ｔａ Ｓ ｅ ｅ ＯＺ Ｕ Ｔ Ｌ Ｉ ｕｌｃｎ
２ 新 乡环 宇 电源 集 团公 司 ， 南 新 乡 ４ ３０ ） ． 河 ５ ０ ０
摘要 ： 综述 了锂 离子 电池正极 活性材 料 、 电制度 、 充 热稳 定性 及 过 充保 护 添 加 剂等 对 锂 离子 电池 过
充 电行 为的影 响 ， 出 ： 指 优化 正 极材料 的热稳 定性 、 用合 理 的 充放 电制 度 可 防止 因 电池 过 充 时温 采 度 过 高而造 成安 全 隐患 ； 选择合 理 的过 充保 护 添加 剂是提 高锂 离子 电池耐过 充性 能 的主要 措施 ．
锂离子电池的研究进展及应用前景精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版锂离子电池的研究进展及应用前景近年来，新能源电池市场的发展迅猛，尤其是锂离子电池，在家用电器、电动车、太阳能等领域得到了广泛的应用。
对于锂离子电池的研究，不仅能够提高电池的性能，同时也能够为其更进一步的应用提供技术支持。
本文介绍了锂离子电池的研究进展以及其应用前景。
一、研究进展1. 电极材料改进电池的性能主要取决于电极材料的性质，因此在锂离子电池的研究中，电极材料的改进是必不可少的。
传统的电极材料为石墨，但石墨有低比容量、低导电性、易热化等问题。
近年来，锂离子电池的革新主要是基于正极和负极材料之间的平衡。
目前用于正极的材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等，用于负极的材料主要有石墨、金属锂、硅材料等。
这些材料科技的不断创新进步，使得锂离子电池的性能得到不断提升。
2. 电解质电解质是电池中极为重要的部分，因为它赋予电池主要的性能（如循环性能、电池容量、能量密度等）。
在传统的锂离子电池中，一般使用液态电解质，但液态电解质有泄漏的风险，而且易于氧化和燃烧。
为了提高电池的安全性和循环性能，目前锂离子电池中主要使用固态电解质。
固态电解质中，最为主流的是氧化铝、氧化锆等陶瓷材料。
固态电解质具有优异的化学稳定性，与高无效性的锂电求得更高电化学性能和更安全性的使用。
3. 电池系统除了电极材料和电解质的改进之外，电池系统的研究也是锂离子电池中一个必不可少的研究领域。
在电池工作过程中，电极和电解质之间的变化会影响电池的循环性能。
而电池系统从整体的角度出发，可以有效的解决这一问题。
电池系统研发的一个核心是电池管理系统（BMS），BMS在锂离子电池中起着重要的作用，它将对电池的使用和维护起到至关重要的作用。
同时，电池系统的研究还包括了钝化处理、电极的表面改性等专业技术的研发。
这些研究都可以有效的提高锂离子电池的研发与应用。
二、应用前景随着汽车、家用电器、通讯等领域的快速发展，锂离子电池在各个领域得到了广泛的应用。
锂离子电池的研究与应用
锂离子电池的研究与应用一、研究背景随着现代化社会的发展，电子设备的普及，锂离子电池因其高能量密度、长寿命、轻量化等优点而逐渐成为电子产品的首选电源。
2020年，全球锂离子电池市场规模达到了266.2亿美元，预计到2025年将达到367.5亿美元。
目前，锂离子电池的使用已经扩展到了移动通信、笔记本电脑、电动汽车、宇航等众多领域，其应用前景广阔。
二、锂离子电池的结构和工作原理锂离子电池是由正极、负极、电解质和隔膜组成的。
正极材料主要有三种：钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂，负极材料常用的有石墨、二氧化钛、硅等。
电解质和隔膜可以有效隔离正、负极之间的电荷，防止电极短路。
锂离子电池的工作原理为：在插入充电器时，电流通过正极将锂离子氧化成离子从正极移到负极，此时电池处于充电状态；在插入电器时，电池的负极材料释放电子，离子则回到正极的材料上，电池处于放电状态。
三、研究进展众所周知，新能源汽车发展已成为国家战略和产业发展的重点，而锂离子电池正是电动汽车的主要动力。
因此，研究锂离子电池的性能提升和应用拓展具有重要的战略意义。
目前，研究主要集中在以下几个方面：1. 正、负极材料的研究正、负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性质直接影响了电池的性能。
目前，主流的正极材料是锰酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂，锰酸锂电池的安全性能高，但能量密度较低；钴酸锂电池的能量密度高，但价格昂贵且存在安全隐患；磷酸铁锂电池的安全性能好且价格低廉，但能量密度相对较低。
负极材料目前常用的是石墨，但石墨存在容易发生锂离子入侵而导致反应的缺陷。
因此，针对以上问题，研究人员正在寻求新的正、负极材料。
2. 电解质的研究电解质是锂离子电池的核心部分，其性质直接影响了电池的性能。
传统电解质多为有机电解质，但其易燃易爆，存在安全隐患。
因此，研究人员正在寻求新的、更加安全的电解质，其中固态电解质备受关注。
3. 结构设计的研究锂离子电池结构的改进也是提高其性能的重要途径。
锂离子电池健康状态估计及寿命预测研究进展综述
锂离子电池健康状态估计及寿命预测研究进展综述一、本文概述随着可再生能源的快速发展和电动汽车市场的不断扩大，锂离子电池作为高效能量储存和转换的关键部件，其性能和使用寿命的评估受到了广泛关注。
锂离子电池健康状态（State of Health, SOH）估计和寿命预测对于电池管理系统（Battery Management System, BMS）的智能化和电池性能的优化至关重要。
本文旨在综述锂离子电池健康状态估计及寿命预测的最新研究进展，包括常见的评估方法、模型构建以及实际应用中的挑战与前景。
通过系统地梳理和分析现有文献，本文旨在为相关领域的研究人员提供全面而深入的参考，以推动锂离子电池健康管理技术的进一步发展。
二、锂离子电池基础知识锂离子电池（LIBs）是现代电子设备中广泛使用的能源存储技术。
它们以其高能量密度、无记忆效应和长循环寿命等优点，在便携式电子产品、电动汽车和储能系统中得到了广泛应用。
了解锂离子电池的基本原理和结构对于其健康状态估计和寿命预测的研究至关重要。
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解质以及外部封装结构组成。
其中，正极和负极是储存和释放锂离子的主要场所，常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，而负极则主要采用石墨或硅基材料。
隔膜位于正负极之间，防止了电子的直接接触，只允许离子的通过。
电解质则起到传输离子的作用，通常采用液态或固态的有机电解质。
锂离子电池的充放电过程涉及到锂离子的嵌入和脱出。
充电时，锂离子从正极材料中脱出，通过电解质和隔膜，嵌入到负极材料中；放电过程则相反，锂离子从负极材料中脱出，再次嵌入到正极材料中。
这一过程中，正负极材料的化学结构会发生变化，进而影响到电池的性能。
锂离子电池的性能参数主要包括容量、能量密度、内阻、开路电压等。
容量指的是电池在特定条件下能够储存或释放的电量，通常以安时（Ah）或毫安时（mAh）表示。
能量密度则是指单位体积或单位质量的电池所能储存的能量，通常以瓦时/千克（Wh/kg）或瓦时/升（Wh/L）表示。
纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展
纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展一、本文概述随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，纯电动车（EV）作为一种绿色出行方式，正受到越来越多消费者的青睐。
而锂离子电池作为纯电动车的核心动力源，其性能直接影响到电动车的续航里程、充电速度和使用寿命等关键因素。
因此，锂离子电池的发展状况对于纯电动车的普及和推广具有至关重要的意义。
本文旨在对纯电动车用锂离子电池的发展现状进行系统的梳理和分析，同时探讨当前的研究进展和未来趋势。
我们将回顾锂离子电池的基本原理和类型，并概述其在纯电动车领域的应用情况。
接着，我们将重点分析锂离子电池在能量密度、充放电速度、安全性、寿命和成本等方面的最新进展和挑战。
我们还将探讨新型电池材料、电池管理系统和回收再利用技术等方面的研究进展，以及这些技术如何推动锂离子电池性能的不断提升。
我们将展望锂离子电池的未来发展趋势，包括固态电池、锂空气电池等新型电池技术的研发和应用前景，以及电池产业链的优化和整合等方面。
通过本文的阐述，我们希望能够为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和启示，共同推动纯电动车用锂离子电池技术的持续发展和创新。
二、锂离子电池的基本原理与类型锂离子电池，又称锂电，是一种以锂离子作为移动电荷的二次电池。
其基本原理主要基于锂离子在正负极材料之间的嵌入和脱出过程。
在充电过程中，锂离子从正极材料中脱出，通过电解质和隔膜，嵌入到负极材料中；而在放电过程中，锂离子则从负极材料中脱出，再次通过电解质和隔膜，嵌入到正极材料中。
这个过程中，锂离子在正负极之间来回移动，实现了电能与化学能的相互转换。
锂离子电池的类型多样，根据其电解质状态可以分为液态电解质锂离子电池和固态电解质锂离子电池两大类。
液态电解质锂离子电池是目前应用最广泛的一种，其电解质为液态，具有较高的离子电导率，但也可能存在漏液、易燃等安全问题。
而固态电解质锂离子电池则采用了固态电解质，具有不易泄漏、高温性能优越等优点，是下一代电池的重要发展方向。
锂离子电池正极材料的研究进展
锂离子电池正极材料的研究进展锂离子电池正极材料的研究进展随着清洁能源的发展，锂离子电池作为一种高能量、高功率密度的电池，已被广泛应用于移动物体、电动汽车、储能系统等方面，锂离子电池中的正极材料是实现高性能锂离子电池的关键。
本文将从锂离子电池正极材料的发展历程、材料的结构与性能、新型材料的研究和应用等方面展开详细的介绍和分析。
一、锂离子电池正极材料的发展历程20世纪80年代中后期，最早的锂离子电池是由四种材料构成的：平板石墨负极、聚乙烯隔膜、液态电解质和金属氧化物正极。
但是，由于金属氧化物正极的电化学性能不佳，限制了锂离子电池的应用，于是人们开始研究新型的锂离子电池正极材料。
1990年，日产汽车公布了采用碳酸锂电解液和三元材料（LiCoO2）的锂离子电池作为电动汽车动力源的计划。
1997年，索尼公司发布了使用锰酸锂（LiMn2O4）作为正极材料的锂离子电池，在实验室内能够实现高达1000次充放电循环，在国际市场上得到了广泛的推广。
之后，锂离子电池正极材料的研究进入了全新的阶段，市场上出现了一大批新型材料，如LiFePO4、LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2等，已成为锂离子电池领域中的热门研究方向。
二、锂离子电池正极材料的结构与性能锂离子电池正极材料的结构一般是层状结构、尖晶石结构、钠层化合物结构、硅基嵌入化合物结构、钙钛矿结构和氧化物渗透缺陷结构，其物理化学性质也有所不同。
LiCoO2是最早应用于锂离子电池的材料之一，其具有较高的理论容量和电化学效率，但是由于其参数退化、安全性差以及高的成本等问题，不断推进了对新型的锂离子电池正极材料的研究。
LiFePO4是一种锂离子电池正极材料，它具有高的理论容量、低的电化学电位和充电的极高可逆性，但是其电导率较低，电量功率较低，在高功率环境下却发生了否决性的出现。
LiMn2O4是一种高性能的锂离子电池正极材料，其较高的电化学反应速度能够有效提高锂离子电池的安全性，但是容易发生相关的氧化还原反应，导致容量的降低。
锂离子电池热失控研究热点与趋势
锂离子电池热失控研究热点与趋势摘要：当今时代，国家大力开发各种新型能源，符合可持续发展理念，电动汽车应运而生，逐渐成为新能源汽车的主体，其动力来源以锂离子电池较为普遍。
因具有自放频率低、能量高、使用年限长等特点，锂离子电池逐渐成为了新能源汽车的首选。
随着锂离子电池应用范围的不断扩大，出现了充电安全隐患、挤压碰撞致使损坏等一系列问题。
锂离子电池的科学应用是目前研发新能源电池应首要关注和研究的重点，对新能源汽车领域的发展有着至关重要的作用。
目前,国内外研究人员已对锂离子电池热失控引起的安全问题进行了大量研究,并初步掌握了热失控的引发条件、蔓延过程和抑制防护方法,为大规模推广和应用电动汽车奠定了基础。
关键词：锂离子电池；热失控；热点与趋势引言2021年10月，中国汽车工业协会发布2021年新能源汽车销量或突破300万辆，标志着作为推行“中国制2025”的重点领域的新能源汽车在我国商用新能源汽车方面取得重大进展。
但随着大量新能源汽车进入交通体系，新能源汽车安全事故也随之增加，其中以锂离子电池为动力源的纯电动汽车着火事故更是触目惊心。
这严重威胁到人们的生命财产安全，极大地打击了人们对新能源汽车行业的信心，锂离子电池热失控成为亟待解决的重要问题。
1锂离子电池工作机理为了解锂离子电池的失效机制，首先需要明确其工作机理。
锂离子电池通常由正极材料、负极材料、电解液和隔膜构成。
商业化的正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、磷酸铁锂（LiFePO4）、镍酸锂（LiNi2O4）、锰酸锂（LiMn2O4）和三元正极材料。
负极材料主要是石墨和无定形碳，因正极材料而异，通常需要满足锂离子扩散条件，且成本低。
电解液由锂盐和有机溶剂组成，常用的有机溶剂如碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲酯等。
隔膜主要采用聚烯烃隔膜，如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等。
在放电过程中，锂离子从正极材料脱出，并在电解液中扩散至负极嵌入负极材料，电子在外加载荷作用下，从正极移动到负极。
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收稿日期 : 2006 - 05 - 25 基金项目 :河南省科技攻关项目 (0424210023) 作者简介 :王力臻 (1964—) ,男 ,河南省镇平县人 ,郑州轻工业学院教授 ,主要研究方向 :化学电源.
不同的电解质体系也影响了电池的耐过充性. X ingW. B. 等 [ 10 ]对以 L iCoO2 为正极材料的凝胶聚 合物锂离子电池进行过充研究 ,在电压不超过 5 V 的条件下 ,电池以 1 C至少过充 6 h,重复过充 5次 , 结果发现前 4 次过充的终止电压分别为 4. 59 V , 4. 65 V , 4. 69 V 和 4. 98 V ,说明该凝胶聚合物电池 具有良好的耐过充性能.
Y. Saito等 [13]研究了 0. 1 C～1 C充电电流对锂 离子电池过充电时电池的热量产生情况 ,发现过充过 程中产生的热量基本与过充电电流成正比例关系.
A. L. Rando lph等 [ 14 ]研究了 1. 5 Ah方形密封电 池的耐过充性 ,当以高倍率 (大于 0. 5 C)电流过充 时 ,电池炸裂 ,且电池的内部温度高达 199 ℃,高于 电池外壳温度 93 ℃.
第 22卷 第 1期 2007年 2月
郑 州 轻 工 业 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
JOURNAL OF ZHENGZHOU UN IVERSITYOFL IGHT INDUSTRY (Natural Science)
文章编号 : 1004 - 1478 (2007) 01 - 0007 - 03
高倍率过充电对锂离子电池安全性影响较大 , 人们在使用锂离子电池时应加倍注意其高倍率充电 问题.
3 过充时电池的热稳定性
过充时 ,正极和电解液分解等副反应的发生常 导致电池内部温度过高 ,电池热失控 ,造成安全问 题. T. O hsaki等 对 [ 15 ] 650 mAh的 L iCoO2 /C 方形密 封电池的过充实验表明 :在过充过程中 ,由于电解液 的氧化分解 ,会产生多种不同的气体 ,使电池的内部 温度快速升高 ,最终导致电池热失控 ,且认为热失控 主要是由电解液在高温下分解和负极材料在过充时 发生的剧烈反应造成的. H. M aleki等 [ 16 ]用加速量热 法研究了锂离子电池过充时的热稳定性 ,研究发现 : 过充时 ,正极出现明显的放热峰 ,认为是由于 L iCoO2 与电解液之间的反应而造成 ,且 L iCoO2 正极材料掺 杂 Sn后提高了其过充时的热稳定性.
4 过充保护添加剂的研究
过充保护添加剂通常有电聚合添加剂和氧化还 原对添加剂两种. 电聚合保护是通过聚合单体在过 充电位下发生聚合 ,覆盖在电极表面 ,阻碍电极反 应 ,降低过充电电流 ,防止过充 ;氧化还原对保护是 添加剂在一定过充电位下发生氧化还原反应 ,消耗 掉过充电流 ,实现过充保护. 作为锂离子电池的过充 保护添加剂应满足两个要求 [ 20 ] :一是氧化电位一定 在 4. 6 V ～4. 8 V (相对于 L i/L i+ )范围内 ;二是对锂 离子电池循环效率影响一定是不可逆的.
Abstra st: The effect of overcharge performance of L ithiun ion battery was summ arized by sum ing up the affecting factors such as active m aterials of cathode, charge regim e, additives of overcharge p rotection, therm al stability etc, of the overcharging tolerance of the batteries. It is pointed out that p revent the safety hazard through op tim izing hot stability of the anodal material and rational system of charging and discharging. The m ain measures of imp roving overcharge performance was adap tive overcharge p rotecting additive. Key words:L ithium ion battery; overcharge behavior; overcharge p rotection; therm al stability; additive
由此可见 ,正极材料是影响锂离子电池过充安 全性的一个重要因素 ,使用具有良好稳定性的正极 材料和对正极材料进行改性提高其稳定性 ,是提高 锂离子电池过充安全性的一个重要方法.
2 充电制度对过充行为的影响
不同倍率充电对电池鼓胀程度 、温度 、内阻等影 响不同. 庞静等 [ 11 ]以尖晶石锰酸锂作为锂离子电池 的正极材料做过充试验 ,发现充电倍率是影响锂离
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 1期
王力臻等 :锂离子电池过充电行为的研究进展
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有效地控制过充时电池内正极和电解液的分解 以及负极与电解液反应等副反应的发生是解决锂离 子电池过充问题的关键.
J. Cho[ 17, 18 ]在 L iCoO2 材料上包覆 A lPO4 , 与尖 晶石 L i1. 05M n1. 95 O4 相比 ,能在极大程度上提高其热 稳定性 ,有效地控制过充时热反应的发生和钴在电 解液中的溶解. 以 1 C恒流充电至 12 V ,采用热电偶 测量电池的表面温度 ,发现电池表面温度随包覆厚 度的增加而减小.
子电池过充特性的关键因素 ,高倍率过充会使电池 内部热量急剧增加 ,而散热相对滞后 ,导致电池内部 温度升高 、隔膜熔断 ,从而截断回路 ,结束过充.
周震涛等 [ 12 ]用 1 000 mAh 的方形电池做不同 倍率过充试验 ,发现当以低倍率 (小于 0. 5 C)过充 电至 10 V 时 ,电池可保持密封完好 ,当以高倍率 (大 于 1 C)过充电至 10 V 时 ,电池的气阀被冲开 ,电池 的内外部温差近 80 ℃.
0 引言
锂离子电池的 安 全性 能 一 直 是 人 们 关 注 的 焦 点 ,过充条件下 ,锂离子电池内部温度过高 ,易发生 剧烈的化学反应 ,导致电池破坏行为的发生 [ 1 ]. 本 文拟对电池材料 、充放电制度以及过充保护添加剂 对锂离子电池过充电行为的影响进行综述.
1 正极活性材料对过充行为的影响
Vol. 22 No. 1 Feb. 2007
锂离子电池过充电行为的研究进展
王力臻 1 , 朱继涛 1 , 谷书华 1 , 李中东 2 , 郭会杰 1
(1. 郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 , 河南 郑州 450002; 2. 新乡环宇电源集团公司 , 河南 新乡 453000)
摘要 :综述了锂离子电池正极活性材料 、充电制度 、热稳定性及过充保护添加剂等对锂离子电池过 充电行为的影响 ,指出 :优化正极材料的热稳定性 、采用合理的充放电制度可防止因电池过充时温 度过高而造成安全隐患 ;选择合理的过充保护添加剂是提高锂离子电池耐过充性能的主要措施. 关键词 :锂离子电池 ;过充电行为 ;过充保护 ;热稳定性 ;添加剂 中图分类号 : TM912. 9 文献标识码 : A
电池正极活性材料的稳定性很大程度上影响了
电池的耐过充性能 ,选择具有良好稳定性的正极活 性材料 ,可以提高电池的耐过充性. 不同正极活性材 料其耐过充行为不同 ,王静等 [ 2 ]对 L iCoO2 , L iN iO2 , L iM n2 O4 正极活性物质进行了过充试验研究 ,发现 尖晶石型 L iM n2 O4 材料的耐过充性能较好 ,当组装 的电池以 1 C充电至 10 V 时 ,电池发生短路 ,而以 L iCoO2 , L iN iO2 组装的电池都发生了爆炸.
Research progress on overcharge behav ior of L ith ium ion ba tter ies
WANG L i2zhen1 , ZHU J i2tao1 , GU Shu2hua1 , L I Zhong2dong2 , GUO Hui2jie1
Zeng Y. Q. 等 [ 19 ] 以不同倍率对 L ix CoO2 / C 聚 合物锂离子电池过充至 12 V ,用热电偶测量电池的 温度 ,发现 x = 0. 16是电池过充安全性的一个重要 点 ,在该点以后 , L ix CoO2 与电解液有一个热化学反 应发生 ,认为如果能保持 x值在 0. 16以上或减慢 x 值在 0. 16～0之间的化学反应 ,过充过程中电池温 度会在 180 ℃以下 ,能够完成过充.
nd Chem. Eng. , Z hengzhou U n iv. of L igh t Ind. , Zhengzhou 450002, Ch ina; 2. X inx iang Huanyu Pow er S ou rces Group L td. , X inx iang 453000, Ch ina )
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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郑 州 轻 工 业 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
2007年
正极活性材料的包覆改性对其耐过充行为有较 大影响. J. Cho 等 [ 4, 5 ]用包覆 A lPO4 的 L iCoO2 做过 充测试 ,发现 A lPO4 的包覆厚度对 L iCoO2 的热稳定 性影响很大 ,当包覆厚度增加时 ,电池的大倍率过充 电安 全 性 增 加 , 同 时 对 包 覆 A lPO4 的 L iCoO2 和 L ix N i0. 8 Co0. 1 M n0. 1 O2 材料进行 过充 电 D SC 对比 测 试 ,认为包覆 A lPO4 的 L ix N i0. 8 Co0. 1 M n0. 1 O2 材料比 包覆 A lPO4 的 L iCoO2 材料具有更好的过充电热稳 定性. L. J. L iu等 [ 6 ]用无定形的 A l2 O3 包覆 L iCoO2 , 结果发现提高 L iCoO2 高电位下的循环性能 ,且过充 至 4. 5 V 时 , L iCoO2 表面结构没有发生改变.