儲(chǔ)存期對(duì)鋰離子電池的影響

1、儲(chǔ)存期對(duì)鋰離子電池的影響引言  鋰離子電池是一種高能化學(xué)電源，除具有優(yōu)良的充放電特性、寬松的工作溫度范圍、自放電率小、循環(huán)性能好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)外，其本身的安全性能越來(lái)越引起人們的關(guān)注。正常情況下，電芯在庫(kù)房中的儲(chǔ)存時(shí)間不會(huì)超過(guò)半年就會(huì)投入封裝使用，交付出廠，但在特殊情況下，如合同變更、交付時(shí)間延遲等客觀原因，使電芯儲(chǔ)存時(shí)間大大超過(guò)規(guī)定的半年儲(chǔ)存期，超期儲(chǔ)存的鋰離子電池能否使用，焦點(diǎn)集中在以下三個(gè)問(wèn)題：1、儲(chǔ)存期間自放電導(dǎo)致的容量損失能否通過(guò)再充電得以恢復(fù)；2、不可逆反應(yīng)損失容量有多少；3、長(zhǎng)期儲(chǔ)存的電芯，其安全性能如何?要回答這些問(wèn)題，只有通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，通過(guò)一系列試驗(yàn)，數(shù)據(jù)表明

2、：各項(xiàng)電性能和安全性能令人滿意。通過(guò)這次試驗(yàn)，也加深了我們對(duì)鋰離子電池的認(rèn)識(shí)。1 試驗(yàn)方案的制定與實(shí)施 我們隨機(jī)抽取05年生產(chǎn)的額定容量為800毫安時(shí)的電池100只,將其中70只拆除外殼和保護(hù)板，成為電芯，用于本次試驗(yàn)。這些電芯的儲(chǔ)存期從15個(gè)月到26個(gè)月。隨機(jī)取56 只樣品,對(duì)涉及電性能和安全性能的共 18 個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)，具體安排如下：                      &

3、#160;                                                 &

4、#160;                                                 &

5、#160;                                                 &

6、#160;                  （1）用 8 只樣品依次進(jìn)行 1C 、0.2C 、低溫、高溫充放電試驗(yàn)。做完上述四項(xiàng)試驗(yàn)后，又分為兩組 ，每組4只,一組進(jìn)行低氣壓試驗(yàn)，一組進(jìn)行極性反充試驗(yàn)；（2）荷電保持能力試驗(yàn)和循環(huán)壽命試驗(yàn)各取4只樣品；（3）振動(dòng)、跌落、熱濫用、溫度沖擊、過(guò)充電、常溫短路、高溫短路試驗(yàn)各取4只樣品；（4）針刺試驗(yàn)和機(jī)械沖擊試驗(yàn)各取3只樣品；（5）用6只樣品進(jìn)行重物沖擊試驗(yàn)。為了便于對(duì)

7、比，用同樣方法抽取了06 年的電池100只，拆成電芯，進(jìn)行了除溫度沖擊、荷電保持能力和循環(huán)壽命三項(xiàng)外的其他 15 項(xiàng)共44只樣品的試驗(yàn)，試驗(yàn)方案同05年電芯。2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析比較2.1 電性能試驗(yàn)表1列出了05年、06 年電芯常溫1C放電容量數(shù)據(jù)，其中 05 年電芯的容量范圍為933 958mAh，均值為 943.63mAh,極差為 25 mAh；06年電芯的容量范圍為909 949mAh，均值為928.13 mAh, 極差為40 mAh。數(shù)據(jù)表明：05年電芯的平均放電容量高于06年的電芯，極差小于06年的電芯，其1C放電容量均勻性好、離散度小。表1   05年、06 年

8、電芯常溫1C 放電結(jié)果編號(hào)05年電芯 1C 放電2#3#4#5#6#7#9#10#容量（mAh）943 946 942 943 933 937 958 947 時(shí)間（min）71編號(hào)06年電芯 1C 放電A1#A2#A3#A4#A5#A6#A7#A8#容量（mAh）940 949 909 928 930 916 912 941 時(shí)間（min） 表2列出了05年、06年電芯常溫 0.2C 放電容量數(shù)據(jù)，05年電芯的容量范圍為941 961mAh，均值為947mAh，極差為20mAh；06 年電芯容量范圍為940 967mAh,均值為948.38mAh，極差為27mAh。數(shù)據(jù)表明：電芯在小電流放電

9、時(shí)，性能差異不大。表2    05年、06 年電芯常溫 0.2C 放電結(jié)果編號(hào)05年電芯 0.2C 放電2#3#4#5#6#7#9#10#容量（ mAh ）945 944 947 949 941 943 961 946 時(shí)間（最?。┚幪?hào)06年電芯 0.2C 放電A1#A2#A3#A4#A5#A6#A7#A8#容量（ mAh ）956 967 941 953 940 943 945 942 時(shí)間（min） 表3   列出了 05 年電芯高溫1C放電容量數(shù)據(jù)，與表1常溫1C放電容量相比，變化為4mAh 2mAh，兩者數(shù)據(jù)很接近，擬合程度很高。表3

10、05年電芯高溫1C放電結(jié)果編號(hào)2#3#4#5#6#7#9#10#容量（mAh）946 948 941 941 931 939 962 948 時(shí)間（min） 05年電芯高溫1C放電曲線，見(jiàn)圖1。圖105年電芯高溫1C放電曲線 表4   列出了05年電芯低溫0.2C放電數(shù)據(jù)，與表2常溫0.2C放電數(shù)據(jù)比較可得：放電容量下降范圍為29mAh 40mAh，說(shuō)明低溫環(huán)境對(duì)電芯放電容量影響很小。編號(hào)2#3#4#5#6#7#9#10#容量（mAh）916 921 915 909 909 913 934 917 時(shí)間（min） 05年電芯低溫0.2C放電曲線，見(jiàn)圖2。 

11、;表5   列出了06年電芯高溫1C放電數(shù)據(jù)，與表1常溫1C放電數(shù)據(jù)比較可得：06 年電芯高溫1C放電容量比常溫1C放電容量稍有增加，增加范圍為4mAh 28mAh。但是，與05年電芯相比，容量變化范圍較大。表5 06年電芯高溫1C放電結(jié)果編號(hào)A1#A2#A3#A4#A5#A6#A7#A8#容量（mAh）950 966 937 951 938 943 936 945 時(shí)間（min） 06年電芯高溫1C放電曲線，見(jiàn)圖3。圖306年電芯高溫1C放電曲線 表6    列出了06年電芯低溫0.2C放電數(shù)據(jù)，與常溫0.2C放電數(shù)據(jù)比較可得：容量

12、下降范圍為23mAh 134mAh，06年電芯對(duì)低溫環(huán)境敏感。編號(hào)A1#A2#A3#A4#A5#A6#A7#A8#容量（mAh）881 889 814 851 891 809 832 919 時(shí)間（min） 06年電芯低溫0.2C放電曲線，見(jiàn)圖4。 表 7   列出了05年電芯荷電保持力試驗(yàn)結(jié)果，電芯經(jīng)28天荷電開(kāi)路擱置后，剩余容量為948956mAh，其恢復(fù)容量為951973mAh ,這與常溫0.2C放電容量941961mAh相比較，非常接近，顯示了很好的荷電保持能力。表7 05年電芯荷電保持力試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)15#16#17#18#剩余容量（ mAh ）95695

13、3948951剩余時(shí)間（min）357356355357恢復(fù)容量（ mAh ）973959959951恢復(fù)時(shí)間（min）364358360357 表8   列出了05年電芯循環(huán)壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)400次循環(huán)后，其容量衰減大約為百分之六，還有剩余容量840mAh 以上 ，大大超過(guò)規(guī)定的不低于400次的要求。表8 05年電芯循環(huán)壽命試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)11#12#13#14#容量（mAh）時(shí)間（min）容量（mAh）時(shí)間（min）容量（mAh）時(shí)間（min）容量（mAh）時(shí)間（min）50次924.345922345888332915342100次907339906339870

14、326905338150次898336898336861323894334200次888332886332856320884331250次887332883330852319878329300次879329877328848317874328350次875 327 872 327 845 317 872 327 400次870 326 868 325 842 315 867 325 2.2安全性能試驗(yàn) 按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的過(guò)充電、常溫短路、高溫短路、熱濫用、極性反充、針刺、機(jī)械沖擊、重物重?fù)舻?項(xiàng)涉及安全性方面試驗(yàn)，05、06年電芯均能順利通過(guò)。振動(dòng)、跌落兩項(xiàng)機(jī)械性能試驗(yàn)和溫度沖擊、低氣壓兩項(xiàng)環(huán)境性能

15、試驗(yàn)也都順利通過(guò)。05年電芯振動(dòng)后恢復(fù)容量均值為954.25mAh，06年電芯的均值為952.25mAh；跌落后的恢復(fù)容量的均值分別為943.5mAh和942.75mAh，兩者很接近。3 結(jié)論綜合上述試驗(yàn)結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：1）05年電芯的各項(xiàng)電性能優(yōu)于06年電芯，尤其在低溫放電方面，如05年電芯低溫放電容量均值為916.75mAh，極差為25mAh，06年電芯的均值為860.75mAh，極差為110mAh。2）由05年、06年電芯高溫1C放電曲線可以看出，二者擬合程度高，儲(chǔ)存期對(duì)高溫放電、放電平臺(tái)（3.63.9V）影響很??；由05年、06年電芯低溫0.2C放電曲線可以看出，05年電芯低溫放電的一致性比06年電芯好，而且，儲(chǔ)存期對(duì)放電平臺(tái)有正面效應(yīng)。3）05年的電芯自放電小，儲(chǔ)存28天后，其剩余容量仍有948956mAh，這與常溫0.2C放電容量941961mAh，非常接近。4）05年電芯的循環(huán)壽命性能很好，容量衰減慢。循