Аккумулятор часто перезаряжается в процессе использования. Условно говоря, ситуация переразряда меньше. Тепло, выделяющееся в процессе перезарядки или переразрядки, легко аккумулируется внутри батареи, что еще больше увеличивает ее температуру. , что влияет на срок службы батареи и повышает вероятность возгорания или взрыва батареи. Даже при нормальных условиях заряда-разряда по мере увеличения количества циклов несоответствие емкости отдельных элементов внутри аккумуляторной системы будет увеличиваться, и батарея с наименьшей емкостью будет испытывать процесс перезарядки и переразрядки.

Хотя термическая стабильность LiFePO4 является лучшей по сравнению с другими катодными материалами при различных состояниях зарядки, перезарядка также может вызвать небезопасные скрытые опасности при использовании силовых батарей LiFePO4 . В избыточно заряженном состоянии растворитель в органическом электролите с большей вероятностью будет подвергаться окислительному разложению, а этиленкарбонат (ЭК) преимущественно будет подвергаться окислительному разложению на поверхности положительного электрода в обычных органических растворителях. Поскольку потенциал интеркаляции лития (относительно потенциала лития) графитового отрицательного электрода очень низок, существует большая вероятность осаждения лития в графитовом отрицательном электроде.

Одной из основных причин выхода из строя батареи в условиях перезарядки является внутреннее короткое замыкание, вызванное пробитием литиевыми дендритами сепаратора. Проанализирован механизм разрушения литиевого покрытия на поверхности графитового анода из-за перезаряда. Результаты показывают, что общая структура графитового отрицательного электрода не меняется, но присутствуют литиевые дендриты и поверхностные пленки. Реакция между литием и электролитом вызывает постоянное увеличение поверхностной пленки, которая не только потребляет больше активного лития, но и позволяет литию диффундировать в графит. Анод становится более твердым, что, в свою очередь, еще больше способствует отложению лития на поверхности анода, что приводит к дальнейшему снижению емкости и кулоновского КПД.

В дополнение к этому, металлические примеси (особенно Fe) обычно считаются одной из основных причин отказа аккумуляторов от перезаряда. Систематически изучался механизм отказа силовых батарей LiFePO4 в условиях перезарядки. Результаты показывают, что окислительно-восстановительный потенциал Fe теоретически возможен во время циклов перезарядки/разрядки, и указан механизм реакции: при перезарядке Fe сначала окисляется до Fe2+, далее Fe2+ окисляется до Fe3+, а затем Fe2+ и Fe3+ удаляются из положительный электрод. Одна сторона диффундирует в отрицательную сторону, Fe3+ окончательно восстанавливается до Fe2+, а Fe2+ далее восстанавливается с образованием Fe; во время цикла перезарядки/разрядки дендриты кристаллов Fe будут формироваться на положительном и отрицательном электродах одновременно, которые будут пробивать диафрагму, образуя мостики Fe, что приводит к микроскопическим изменениям в аккумуляторе. Короткое замыкание, очевидным явлением, сопровождающим микрокороткое замыкание аккумулятора, является постоянное повышение температуры после перезарядки.

При переразряде потенциал отрицательного электрода будет быстро возрастать, а увеличение потенциала вызовет разрушение пленки SEI на поверхности отрицательного электрода (более легко окисляется часть, богатая неорганическими соединениями в пленке SEI). , что в свою очередь вызовет дополнительное разложение электролита, что приведет к потере емкости. Что еще более важно, медная фольга анодного токосъемника окисляется. В пленке SEI отрицательного электрода был обнаружен продукт окисления Cu2O фольги Cu, который может увеличить внутреннее сопротивление батареи и вызвать потерю емкости батареи.

Детально изучен процесс переразряда силовой батареи LiFePO4. Результаты показывают, что медная фольга коллектора отрицательного тока может окисляться до Cu+ при переразряде, а Cu+ дополнительно окисляется до Cu2+, а затем они диффундируют к положительному электроду, и на положительном электроде может происходить реакция восстановления, так что Cu кристаллические дендриты сформируются на положительной стороне, пробьют сепаратор и вызовут микрокороткое замыкание внутри батареи. Также из-за переразряда температура аккумулятора будет продолжать расти.

Перезаряд силовых батарей LiFePO4 может привести к окислительному разложению электролита, осаждению лития и образованию дендритов кристаллов Fe; в то время как чрезмерная разрядка может вызвать повреждение SEI, что приведет к снижению емкости, окислению медной фольги и даже к образованию дендритов кристалла меди.

Если у вас есть какие-либо требования или какие-либо вопросы относительно решений с литиевыми батареями для желаемых приложений, не стесняйтесь обращаться к нашей специальной команде в любое время по адресу marketing@everexceed.com .