研究顯示：高速率鋰離子電池表現出卓越的安全性
時間:2020-12-18 09:49來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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隨著汽車電氣化迅猛發展，此類車輛的電池類型、充電參數、基礎設施和時間構成，是加速向電氣化過渡的關鍵考慮因素。據外媒報道，華威大學WMG學院的研究人員利用商用電芯，探討高電流運行對電池電芯老化的影響，并“明確高速循環對磷酸鐵鋰圓柱形電芯的限制和影響”。
他們通過兩次測試，確定電芯失效前的最大電流值；然后按照該數值施加電流，直至電芯失效；接著再進行測試，以確定循環參數可以超過制造商建議的程度。
在測試過程中，當電通量增加到100 C循環條件，充放電能力分別超過制造商的要求高達1.38和4.4倍。這樣增加的電流適用于500次充放電。然而，在前60個循環中，所施加的電流會導致容量迅速下降，同時電阻上升。此外，在其余冷卻電芯的步驟中，經過自然對流的充放電過程，這樣施加電流會導致電芯溫度上升高。電池在最佳溫度范圍內運行，任何超出該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。
他們還發現，在測試和老化過程中，“果凍卷”(卷狀電極和隔膜)發生變形，形成鋰鍍層。變形從電芯中心向電芯外部軸向擴散，這表明電芯中心是最熱的地方。
華威大學WMG學院首席工程師Justin Holloway表示：“我們要確保盡可能以最安全的方式運行電池，并保持適當的使用壽命。測試結果顯示，在高于制造商規定的電流極限的情況下，有一個窗口可以運行電池，同時保持制造商規定的電壓極限。
“我們還發現，熱疲勞是引起果凍卷變形的原因。在每個充放電循環中，電池都會經歷熱應力，導致其部件變形。隨著循環次數的增加，變形逐漸加劇，而果凍卷則受到堅硬的外層和中心銷的機械約束。
“如果可以在電芯中心進行對流冷卻，即電芯最熱的地方，就可以減輕和控制變形，使電芯在更長時間內保持容量，并達到阻力標準。”
(責任編輯：子蕊)
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