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分析锂电池损坏机理的知识

分析锂电池损坏机理的知识

来源:
2021/06/10 14:19
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【摘要】:

  分析电池损坏的机理

  第一,现行标准体系完备的意义

  电池故障可能是由人为失误或设备故障引起的,这不是电池损坏理论的研究对象。电池损坏理论更侧重于电池故障本身的必然性。

  为了消除各种无关紧要的问题,您首先需要定义一个完善的现有标准系统。良好的现有标准体系应包括至少一项完全合格的真实电力设备的技术指标,按照一套完全合格的单体和程序真正的电池连接是否良好,有合格的维护人员管理严格的维护程序实施,无论如何,这应该是一个完美的,但它是真正的标准系统。

  二、电池损坏的含义

  电流过充或过放电除储能反应外,还会导致不可逆的电化学反应,不可避免地会破坏电池原有的结构和储能能力。因此,电池损坏可以定义为由于电池结构和储能容量的过充和降低而造成的无法自然恢复的损坏。

  从表面上看,这一含义与电池老化理论和电池常识应用并无明显区别,但它自然提出了两个非常有趣的问题:

  1)一个完整的现有标准体系能否在工程实践中防止电池损坏?

  2)电池损坏后,在电池内留下了哪些可重复的、可比的物理量变化?

  力学断裂模型的类比

  为了了解电场小损伤引起电池突然失效的机理,可以用力学领域的断裂模型做一个简单的类比:电池在机械上类似弹簧(板簧);

  电池参数的差异与钢板弹簧截面的不均匀性相似。

  电池的均匀充放电类似于极板弹簧的满载。

  单体充放电电压与极限充放电电压之比与钢板弹簧某段处实际负荷与极限负荷之间的过载系数相似。

  因此,电池组的局部过充类似于板簧满载时的局部过充(即应力集中)。

  电池组局部过充电引起的微损伤与板簧局部过充电引起的微裂纹类似。

  损坏电池的损伤是累积的,类似于损坏的板弹簧的裂纹。

  最后,单体的失效导致电池的突然失效,类似于微裂纹的逐渐膨胀导致板簧的突然破裂。

  上述类比一般反映了电池组的爆炸损伤效应属于断裂模型。如果没有适当的警告,这种类型的电池组破损可能发生在同样不可预测的时间钢板弹簧破损。

 

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