钜大LARGE | 点击量：648次 | 2021年12月15日
华威大学研究电池老化现象 揭示电池过热对内部形变的影响
随着交通电气化的不可避免的增长，这类车辆所用电池的类型、充电参数、基础设施和时间表是加快向电气化过渡的关键因素。
华威大学WMG的研究人员在《确定高倍率循环对磷酸铁锂圆柱形电池的限制和影响》一文中，调查了使用商用电池的高电流运行对电池老化的影响。
他们用了两个测试来确定电池故障前的最大电流限制，并在电池故障之前施加了这个最大电流。进行测试以确定循环参数的进展程度超出制造商的建议。
在试验过程中，电流通量增加到100℃循环条件下，充放电电流能力的大小分别是制造商声明中规定值的1.38倍和4.4倍，这种增加的电流被用于500次充放电。
然而，这些电流的应用导致在前60个循环中容量迅速下降，电阻增大。此外，这种电流的应用导致电池的温度升高，在电池的剩余冷却步骤中，在自然对流充电和放电过程中。电池在最佳温度范围内工作，任何超出此范围的偏差都会导致电池内部的成分和化学物质开始分解。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
他们还发现了“果冻辊”（卷曲电极和分离器）的变形，以及测试和老化过程中形成的锂镀层。这些变形从细胞的中心向细胞外的轴向发出，表明细胞的核心是最热的。
华威大学WMG首席工程师JustinHolloway评论：
“测试表明，在保持制造商规定的电压限制的同时，电池的运行有一个窗口。我们需要确保电池以尽可能安全的方式运行，并且在适当的实际使用寿命内，这就是为什么制造商有这些限制。
我们还发现热疲劳是果冻辊变形的驱动机制。在每次充放电循环中，电池都会经历热应力，导致其组件变形。这些变形随着循环次数的增加而逐渐增大，而果冻辊受到刚性外罐和中心销的机械约束。
如果对流冷却可以应用到电池的中心，在那里电池是最热的，这些变形可以得到缓解和控制，使电池能够保持更长的容量和阻力标准。”
研究人员要感谢所有参与这项工作的人，包括WMG的高价值制造弹射器和法拉第研究所。由MelLoveridge博士领导的WMG电池鉴证小组热衷于与工业界和学术界进行接触，以便在了解新材料、电池性能和退化模式方面取得进展。
