锂电池老化判断 怎样快速的判断锂电池的老化程度?

小编 2024-10-09 电池定制 23 0

怎样快速的判断锂电池的老化程度?

当我们谈论锂电池的老化程度时,我们实际上是在探讨其性能随时间下降的情况。锂电池作为现代电子产品中最为常见的电池类型,其老化程度直接影响到设备的续航能力和使用寿命。因此,快速准确地判断锂电池的老化程度对于消费者而言至关重要。以下是一些建议,帮助大家快速判断锂电池的老化程度。

一、观察电池外观与标识 首先,我们可以通过观察锂电池的外观和标识来初步判断其老化程度。老化的锂电池可能会出现外壳变形、膨胀或凹陷的情况,这是由于电池内部化学物质在老化过程中产生的气体或压力变化导致的。此外,我们还可以检查电池上的生产日期和保质期标识,虽然这不能直接反映电池的老化程度,但可以作为参考。二、检测电池充放电性能 锂电池的充放电性能是判断其老化程度的关键指标。我们可以使用专业的电池测试仪器来检测电池的充电容量、放电容量、内阻等参数。随着电池老化,其充电容量和放电容量会逐渐降低,内阻则可能增大。当电池的实际容量降至其标称容量的80%以下时,我们可以认为电池已经明显老化。

三、观察电池使用时间与续航表现 除了使用专业仪器检测外,我们还可以通过观察电池在实际使用中的表现来判断其老化程度。如果电池的使用时间明显缩短,或者在相同使用条件下电池的续航表现大幅下降,那么这很可能是电池老化的表现。此外,如果电池在充电过程中出现异常发热、充电速度变慢等情况,也可能与电池老化有关。四、注意电池安全性能 在判断锂电池老化程度时,我们还需要关注电池的安全性能。老化的锂电池可能会出现漏液、短路等安全隐患,因此在使用过程中需要特别注意。如果发现电池出现异常情况,应立即停止使用并寻求专业人员的帮助。五、采取正确的充电方式 为了延缓锂电池的老化速度,我们需要采取正确的充电方式。首先,我们应该使用原装充电器或符合规格要求的充电器进行充电,避免使用劣质充电器导致电池受损。其次,我们应该避免过充和过放现象的发生,尽量在电池电量耗尽之前进行充电,并在电池充满后及时拔掉充电器。此外,我们还应避免在高温或低温环境下充电和使用电池,以免对电池造成损害。六、了解锂电池的寿命与保养 锂电池的寿命受到多种因素的影响,包括使用习惯、环境温度、充电方式等。为了延长锂电池的使用寿命,我们需要养成良好的使用习惯,避免频繁地充电和放电,尽量保持电池在适宜的温度范围内使用。此外,我们还可以定期对电池进行保养和清洁,以保持其良好的工作状态。七、考虑更换电池或设备 当锂电池出现明显老化迹象时,我们应该考虑更换电池或设备。虽然更换电池或设备可能会带来一定的经济成本,但从长远来看,这可以确保设备的正常运行和延长使用寿命。在选择新的电池或设备时,我们应该选择质量可靠、性能稳定的产品,以确保使用安全和性能稳定。总之,快速判断锂电池的老化程度需要我们综合考虑电池的外观、充放电性能、使用时间与续航表现以及安全性能等方面。同时,我们还需要采取正确的充电方式和保养措施来延缓电池的老化速度。当电池出现明显老化迹象时,我们应该及时更换电池或设备以确保使用安全和性能稳定。

常说锂电池老化,到底从哪方面可以评估出来?

1、锂电池老化表现

锂离子电池的老化主要分为性能老化和安全性老化两大类。

性能老化指正常使用过程中容量的大幅下降、循环寿命的衰减、内阻增大、自放电、一致性较差和高低温老化等。安全性老化主要是由于不恰当的使用环境,使用方式导致的包括内短路、漏液、胀气鼓包和析锂等。

图1 锂离子电池老化机理

2、容量衰减

容量的衰减的原因主要包括以下几点:

锂离子不会受到 SEI 膜的影响,可以正常穿过 SEI 膜,完成锂离子脱嵌。膜的形成伴随着活性锂离子的消耗,随着 SEI 膜厚度的增加、部分 SEI 膜破裂,活性锂离子进一步减少,最终导致容量衰减。集流体的腐蚀,正负极活性物质的损失,SEI 膜厚度的增加均能导致欧姆阻抗的增加,欧姆阻抗的增加又会导致电池产热增加,电解液高温分解,隔膜孔隙率下降等问题,加速了电池的老化衰减。正极表面颗粒的碎裂、间隙增大、晶格混乱和结构破坏导致极化现象严重。在电池循环过程中,LiPF6高温下易分解生成强路易斯酸 PF5,继续与水反应会生成 HF,而 HF 会腐蚀电极材料,造成过渡金属的溶解,并最终沉积在负极表面,破坏了 SEI 膜的稳定性。同时 HF 会引发电池内部的副反应,致使容量的衰减。常见的铝集流体在充放电循环过程中会发生结构的损坏,活性物质与集流体间隙增加,其次电解液的变质与分解产物会进一步腐蚀集流体。

3、倍率下降

主要是由于循环老化过程中,活性物质与集流体间的接触电阻增大、极片浸润性下降等导致的内阻增加。

4、自放电

物理微短路与化学副反应是锂电池自放电的两大影响因素。

物理微短路是造成端电压下降的直接原因,主要是粉尘、毛刺、枝晶和金属杂质等造成的电池内部短路;化学副反应是由于正负电极在电解液中发生的氧化还原反应所导致。此外,电池存储环境的温湿度、电解液浓度以及材料本身的性能也影响着自放电的速率。

5、电池胀气

正常产气是电池在化成阶段,也就是首次充放电时,电解液与负极发生化学反应,形成稳定的 SEI 膜的同时,伴随着 H2、CO2、C2H4 和 C3H6 等烷烃的生成,并会在后续工艺中排出,对电池无影响。

异常产气有以下几种常见的因素:

电池在化成后,负极表面的 SEI 膜可能会发生破裂和脱落等问题,因而在后续充放电过程中会再次生成一层新的 SEI 膜,并伴随着气体的生成;电池生产过程中,内部存有一定水分,封装不良等;电池内部短路造成异常产气;过充过放引起的产气;高温导致的电解质不稳定,例如常见电解质 LiPF6 高温下的分解产物副反应后生成 CO2、C2H4和 C3H6 等气体。

6、热失控

热失控的引发条件较多,主要包含杂质的引入、隔膜的老化和枝晶的生长等因素。

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