[摘 要]本文主要是以某動力電池生產廠家所生產的三元動力電池為實驗研究對象，對三元動力電池的過充電性能予以系統(tǒng)化分析與研究。從而能夠更加有效的把握三元動力電池的過充電性能，避免動力電池在過充電過程中出現(xiàn)相關的安全事故，保證動力電池的基本性能與安全性。從而為我國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定基礎。
　　[關鍵詞]三元動力電池；過充電；
　　中圖分類號：S303 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0270-02
　　前言：
　　在我國大力提倡新能源的背景下，我國的汽車工業(yè)逐漸邁向了新的發(fā)展征程中，逐漸向著新能源方向發(fā)展。在這一發(fā)展征程中，以電動汽車為核心。隨著電動汽車的研發(fā)與投放使用，可謂是開辟了汽車工業(yè)能源節(jié)約化發(fā)展的先河，構建起了汽車工業(yè)發(fā)展的新模式。在電動汽車的所有構件當中，最為重要的就是動力電池。在一定程度上，動力電池就好比于電動汽車的心臟，若脫離開的動力電池，電動汽車將無法實現(xiàn)正常運轉，也更無法凸顯出電動汽車的功能作用。但是，在動力電池過充電的過程中極易引發(fā)起燃與爆炸等安全問題。那么，為了能夠有效的避免動力電池在過充電過程中出現(xiàn)相關的安全事故，保證動力電池的基本性能與安全性，就需要對動力電池過充電予以系統(tǒng)的分析與研究。從而能夠切實的避免動力電池過充電過程中發(fā)生起燃或者爆炸等安全事故，保證廣大電動汽車使用者人身安全，為我國汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。
　　1、三元動力電池過充電的設計方案
　　本次實驗研究所應用的電池樣品為某動力電池生產廠家所生產的三元動力電池，該電池的型號為186590，屬于液態(tài)鋁殼的鋰離子性質電池。在電池制作完成后，通過新威的測試裝置對該動力電池予以充放電的性能測試，并對其過充電的安全性能予以測試。本次實驗研究過程當中，正負極所應用的是5L的攪拌罐所配制而成的漿料。正極的質量比為：導電的石墨、導電的碳黑、鎳鈷錳酸鋰、2.5∶1∶2.5、PVDF=94；負極的質量比為：導電的碳黑、人造的石墨、1∶1∶2、CMC∶SBR=96。其中，該動力電池負極所應用的是兩種石墨。正負極生產120只，型號為186590-10Ah的三元動力電池相關配料。漿料所應用的是轉移性的涂布，該涂布需完成其正負極的輾壓，輾壓到113-117μm范圍。同時，該涂布還需完成其負極的輾壓，輾壓到110-114μm。在電芯片制作完成后，利用2種集采陶瓷的隔膜予以卷繞，待該動力電池裝配結束后，利用2種電解液進行注液。本次實驗分為八組予以優(yōu)化分析。
　　本次實驗應用的是鎳鈷錳的酸鋰材料，某公司所生產的SS-532B。該負極主要選取的是某廠家所生產的石墨，型號為A1與A2；隔膜分別是B1產家所生產的干法性雙向拉伸的PP型號的20μm，其基材加5μm的氧化鋁材質的陶瓷層性隔膜，B2產家所生產的干法性單向拉伸的PP型號的20μm，其基材加5μm的氧化鋁材質的陶瓷層性隔膜。其電解液，主要應用的是珠海賽維所配置的過充型號電解液，該溶液的體積比為，EC∶EMC∶DEC=1∶1∶1。過充電的添加劑所選用的是環(huán)已苯。在實驗過程中，在過充電的情況下，該動力電池的產氣與升溫極易引發(fā)爆閥破裂情況的出現(xiàn)，致使電解液瞬間噴發(fā)出來。因而，需考慮加入一些高溫的添加劑。電解液的C1過充電的添加劑，其總濃度按照1%d的比例進行合理配制，電解液的C2則應當也按照1%來進行過充性添加劑的配制，并在二者中都加入1.5%的高溫性添加劑。
　　在本次實驗結束后，該動力電池應為滿電狀態(tài)。每個實驗設計方案當中選擇3只電芯，利用5V/200A型號的穩(wěn)壓電源對1C/5V的過充電予以合理測試。在常溫條件下，利用10A的電流對其進行充電，以5.0V的轉恒壓性充電，一直充電至其電流降至于0.03C。也可在其充電時間到90min后，停止充電。在充電后，應當對該動力電池擱置于1h左右。
　　2、三元動力電池過充電的實驗結果及分析
　　本次實驗的動力電池按照負極、電解液、隔膜的水平正交性實驗搭建，組合成八套實驗方案與實驗結果。如表1所示，針對每個實驗方案的動力電池，都利用1C/5V的過充電予以測試。通過溫度探頭的測試儀器應用，來對該動力電池的過充電過程中溫度的變化予以測試分析。經(jīng)過測試分析，F(xiàn)：電芯的冒煙、起燃與爆炸等測試結果不予通過。P：記錄電池不冒煙、不起燃的測試結果予以通過。對于負極的過充電性能試驗分析，分別利用2種隔膜與不同的電解液予以搭配性測試研究。實驗方案的1-4，均利用A1的負極；方案5-8均利用的是A2的負極；方案1與5、方案2與7、方案3與6、方案4與8，均為電解液與隔膜等同條件下，不同負極的對比實驗研究方案。實驗所應用的動力電池為1C/5V的過充電實驗測試，利用溫度的探頭測試儀器，對該動力電池的過充電過程中溫度的變化程度予以測試。測試結果表明，A1的負極實驗方案中，方案1出現(xiàn)了劇烈性的爆炸，方案2與3均出現(xiàn)了起火情況；而A2負極實驗方案中，僅僅是方案5出現(xiàn)了起火情況。如圖2所示，從該動力電池的過充溫度變化情況中可看出，方案1與5、方案2與7、方案3與6、方案4與8的對比研究，發(fā)現(xiàn)利用A2的負極電池其過充的升溫速度較慢。而A2的負極相比A1的負極來說，耐過充性較好。
　　如圖3所示，B2的隔膜方案中，動力電池的最高溫度實際平均數(shù)值，相比較于隔膜B1的方案中動力電池最高溫度實際平均數(shù)值較低。利用B2的隔膜動力電池，其耐國充性較好。對B1、B2隔膜實際性能的對比，其熱收縮的性能如圖3所示。
　　如圖4所示，B2隔膜在110℃條件下，2h橫向與縱向的熱收縮性相比較于B1的隔膜要好。圖5與圖6分別是B1與B2隔膜10000倍的電鏡。B1隔膜的孔徑明顯較大，其孔的均一性相比B2的隔膜較差。合理的無機氧化性陶瓷隔膜與基材隔膜其實際的復合能，能夠對鋰離子電池的過充性能起到改善作用。此外，通過C2電解液，B2隔膜，A2負極的綜合性搭配。在1C/5V的過充測試中，最高的溫度均值為45℃，能夠保障其電芯過充電過程中的安全性。
　　3、結語
　　經(jīng)過本次實驗研究表明，三元動力電池過充電性能的改善，可從隔膜、負極點解液等多方面予以優(yōu)化。而通過表面整形負極的有效利用，其實際的熱伸縮率相對較小、其孔隙的均一性相比較于陶瓷的隔膜較好。同時，通過高溫性添加劑與環(huán)已苯的過充性添加劑的搭配使用，其過充的電解液能夠更好的保障動力電池的電芯1C/5V的過充性。
　　參考文獻
　　[1] 譚春華，朱冠華，唐有根.三元動力電池過充電研究[J].電源技術，2017，41（09）：1281-1282+1295.
　　[2] 盧紅紅，梁廣川，陳洪建，楊慧敏，趙新新.電源技Ishikawa H，Mendoza O，Sone Y，et al.Study of thermal deterioration of lithium-ion secondary cell using an accelerated rate calorimeter（ARC）and AC impedance method[J].Journal of Power Sources，2016，19（08）：236-242.
　　[3] 劉恒偉，李建軍，謝瀟怡，王莉，何向明，歐陽明高，李茂剛.大尺寸三元鋰離子動力電池過充電安全性研究[J].新材料產業(yè)，2015（03）：48-52.WANG L，ZHAI J J，JIANG K，et al.Pd-Cu/C electrocatalysts syn-thesized by one-pot polyol reduction toward formic acid oxidation：structural characterization and electrocatalyticperformance[J].In-ternationalJourna of HydrogenEnergy，2016，12（04）：1726-1734.

相關熱詞搜索：充電 研究 動力電池