商用锂离子电池快充降解及热失控特性研究

摘要

为识别快充老化因素对锂离子电池工作及热安全性能的影响，首先，本文采用1C/2C充电速率对商用18650锂离子电池开展循环老化试验，表征电池的容量衰减、电化学阻抗、工作升温等特性。其次，在自搭建的热失控平台上，对比新鲜和快充老化后的锂离子电池在热失控行为、温度特性等方面的差异。结果表明，锂离子电池老化过程是非线性的，呈现3个阶段的变化，对应于不同的老化机制；提高快充速率会导致电荷转移阻抗、欧姆电阻大幅增加；2C充电速率老化的锂离子电池循环寿命迅速缩短，且在循环期间出现异常放热行为，其在充电阶段的最高表面温度达到75℃，这不仅导致电池容量衰减加快，还提高了热失控风险。热失控测试结果表明，老化锂离子电池热失控延后，热失控温度更高；受快充老化因素影响的锂离子电池具有更好的热稳定性，但热失控过程更加危险。

关键词

锂离子电池安全 / 快充 / 热失控 / 老化降解 / 循环寿命