鉅大LARGE | 點擊量：666次 | 2021年12月15日
華威大學研究電池老化現象 揭示電池過熱對內部形變的影響
隨著交通電氣化的不可避免的增長，這類車輛所用電池的類型、充電參數、基礎設施和時間表是加快向電氣化過渡的關鍵因素。
華威大學WMG的研究人員在《確定高倍率循環(huán)對磷酸鐵鋰圓柱形電池的限制和影響》一文中，調查了使用商用電池的高電流運行對電池老化的影響。
他們用了兩個測試來確定電池故障前的最大電流限制，并在電池故障之前施加了這個最大電流。進行測試以確定循環(huán)參數的進展程度超出制造商的建議。
在試驗過程中，電流通量增加到100℃循環(huán)條件下，充放電電流能力的大小分別是制造商聲明中規(guī)定值的1.38倍和4.4倍，這種增加的電流被用于500次充放電。
然而，這些電流的應用導致在前60個循環(huán)中容量迅速下降，電阻增大。此外，這種電流的應用導致電池的溫度升高，在電池的剩余冷卻步驟中，在自然對流充電和放電過程中。電池在最佳溫度范圍內工作，任何超出此范圍的偏差都會導致電池內部的成分和化學物質開始分解。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
他們還發(fā)現了“果凍輥”（卷曲電極和分離器）的變形，以及測試和老化過程中形成的鋰鍍層。這些變形從細胞的中心向細胞外的軸向發(fā)出，表明細胞的核心是最熱的。
華威大學WMG首席工程師JustinHolloway評論：
“測試表明，在保持制造商規(guī)定的電壓限制的同時，電池的運行有一個窗口。我們需要確保電池以盡可能安全的方式運行，并且在適當的實際使用壽命內，這就是為什么制造商有這些限制。
我們還發(fā)現熱疲勞是果凍輥變形的驅動機制。在每次充放電循環(huán)中，電池都會經歷熱應力，導致其組件變形。這些變形隨著循環(huán)次數的增加而逐漸增大，而果凍輥受到剛性外罐和中心銷的機械約束。
如果對流冷卻可以應用到電池的中心，在那里電池是最熱的，這些變形可以得到緩解和控制，使電池能夠保持更長的容量和阻力標準?！?/p>
研究人員要感謝所有參與這項工作的人，包括WMG的高價值制造彈射器和法拉第研究所。由MelLoveridge博士領導的WMG電池鑒證小組熱衷于與工業(yè)界和學術界進行接觸，以便在了解新材料、電池性能和退化模式方面取得進展。
