Was sind die Gefahren einer Langzeitlagerung von Lithium-Ionen-Batterien?
Sep 11, 2020
Für die Langzeitlagerung von Lithium-Ionen-Batterien wie medizinischen, militärischen und Stromversorgungen ist es besonders wichtig, dass die Batterie eine gute Langzeitspeicherleistung aufweist. Das Innere einer Lithium-Ionen-Batterie ist ein relativ komplexes elektrochemisches System. Nach einer langen Lagerzeit ändert sich das interne Gleichgewicht allmählich. Wenn sich die Batterie bis zu einem gewissen Grad ansammelt, werden häufig folgende Änderungen vorgenommen:
1. Physikalische Eigenschaften
Gemäß dem tatsächlichen Beweis nach der Zeitlagerung der Lithium-Ionen-Batterie werden die physikalischen Eigenschaften (Aussehen, Größe, Gewicht usw.) der Batterie bestimmte Änderungen erfahren, insbesondere die Aussehenseigenschaften. Dieser Trend der Veränderung ist offensichtlicher, wenn die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Lagerumgebung nicht gut sind.
Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist der Anstieg nach Langzeitlagerung von Lithium-Ionen-Batterien deutlich höher als bei Batterien mit niedriger Luftfeuchtigkeit. Beispielsweise neigt die Stahlhülle der Batterie bei hoher Luftfeuchtigkeit zu Rost, was zu einer leichten Qualitätssteigerung führt. Rost wirkt sich nicht auf den internen Zustand der Batterie aus, wirkt sich jedoch direkt auf den Versand des Produkts aus und kann sich negativ auf die dazu passenden elektronischen Komponenten auswirken.
2. Elektrochemische Eigenschaften
Bei Langzeitlagerung von Lithium-Ionen-Batterien treten einige Nebenreaktionen auf, wie z. B. Elektrolytzersetzung, Auflösung des aktiven Materials, Lithiumablagerung usw. Nach längerer Lagerung ändert sich das innere Gleichgewicht der Lithium-Ionen-Batterie allmählich. Wenn es sich bis zu einem gewissen Grad ansammelt, unterliegt die Batterie offensichtlicheren Änderungen, die sich direkt in den elektrochemischen Eigenschaften der Batterie widerspiegeln.
1) Kapazität
Die langfristigen Änderungen der Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Batterien spiegeln sich hauptsächlich in zwei Punkten wider: Einer ist die Abnahme der Batteriekapazität, die hauptsächlich durch Selbstentladung verursacht wird; Das andere ist die Erhöhung der irreversiblen Kapazität, die hauptsächlich von der irreversiblen Verbrauchsreaktion zwischen dem internen chemischen System der Batterie abhängt. Selbstentladung ist bei allen Lithium-Ionen-Batterien unvermeidlich. Der durch Selbstentladung verursachte Kapazitätsverlust kann in zwei Typen unterteilt werden: reversibel und irreversibel: reversibel bezieht sich auf den Teil der Kapazität, der beim Laden eines Lithium-Ionen-Akkus wiederhergestellt werden kann, und irreversibler Verlust bezieht sich auf die Kapazität, die nicht wiederhergestellt werden kann . Für Batteriehersteller und Batteriebenutzer ist es notwendig, den Verlust der Batteriekapazität nach längerer Lagerung zu reduzieren.
2) Innenwiderstand
Der Innenwiderstand einer Batterie bezieht sich auf den Widerstand zwischen dem positiven und dem negativen Ende und ist die Summe aus dem Widerstand des Stromkollektors, des aktiven Elektrodenmaterials, der Membran, des Elektrolyten, des leitenden Griffs und des Anschlusses. Bei Lithium-Ionen-Batterien ist die Spannung beim Entladen der Batterie umso geringer, je kleiner der Innenwiderstand ist und je mehr Energie sie abgeben kann. Bei Batterien, die lange gelagert werden, steigt der Widerstand jedoch mit zunehmender Lagerzeit. Wenn ein bestimmter Widerstand überschritten wird, überschreitet die interne Batterie den Benchmark und wird verschrottet oder verschlechtert. Daher ist es notwendig, die Widerstandsänderung der Batterie während der Langzeitlagerung zu beachten.
Die Temperatur hat einen großen Einfluss auf den Innenwiderstand: Bei 25 ° C ändert sich der Innenwiderstand von Lithium-Ionen-Batterien bei 32-tägiger Lagerung auf 0,57 mQ. Bei 50 ° C erhöht sich der Innenwiderstand um 2,64 mΩ, wenn die Batterie 1 Monat lang gelagert wird. Wenn die Umgebungstemperatur 75 ° C erreicht, ändert sich der Batteriewiderstand schnell, und nach der gleichen Anzahl von Tagen beträgt der Widerstandsanstieg 8,18 mΩ, was dem 14-fachen des Wertes bei 25 ° C entspricht.
3) Entladungseigenschaften
Nach Langzeitlagerung zeigen die Entladungseigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien einen Abwärtstrend. Die Niedertemperaturleistung von über einen längeren Zeitraum gelagerten Batterien wird erheblich reduziert.
Zusammenfassend zeigen die umfassenden Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien nach Langzeitlagerung einen deutlichen Abwärtstrend. Um die negativen Auswirkungen der Langzeitspeicherung auf alle Aspekte der Batterieleistung zu verringern, sollten folgende Aspekte kontrolliert werden:
(1) Kontrollieren Sie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Lagerumgebung und lagern Sie den Akku in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und Trockenheit, was der langfristigen Aufrechterhaltung seines Aussehens und seiner internen Leistung förderlich ist.
(2) Aktivieren Sie die Batterie regelmäßig. Laden und entladen Sie den Akku nach einer bestimmten Lagerzeit ein- oder zweimal mit einem kleinen Strom, was sich positiv auf den irreversiblen Kapazitätsverlust des Akkus auswirkt.
(3) Kontrollieren Sie den Ladezustand der Batterie bei Langzeitlagerung. Die Forschung von Wu Guoliang zeigt, dass die Steuerung der Ladekapazität der Batterie&in einem halbelektrischen Zustand (40% bis 60% der Nennkapazität) der Langzeitlagerung der Batterie förderlich ist.