锂离子电池宽温度区间无析锂快充策略

发布时间：2024-12-19 03:10

　　 为解决锂离子电池快充中存在的安全问题,提出一种标定动力锂离子电池无析锂快充电流Map图的方法。采用参比电极作为监测负极电位的手段,依据电势判据设立不析锂负极电位阈值,通过调节不同充电起始温度点,获取5条不同起始温度点的快充策略曲线,运用分段线性插值方法,得到荷电状态-温度-电流等高线图(SOC-T-I Map)。为了验证Map图的快速性和无析锂,设计快速性对比实验和25℃快充策略循环实验。结果表明,25℃快充策略比25℃恒流1 C、1.5 C充电时间分别缩短45.3%、18.0%;200次快充循环后,弛豫电压微分曲线无极小值且电池维持99.7%的容量保持率,表明无金属锂析出。该文标定电流Map图的方法提供了挖掘电池快充能力的思路,并且标定的Map图适合电动汽车在多种不同工况下快充。

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【部分图文】：

图1 标定SOC-T-I Map流程图

析锂是对锂离子电池快充影响最大的副反应，因此将参比电极作为电池内部的传感器，在快充时预防负极电位越过析锂的边界。在充电时，尤其是快充，电池内部的温度由于电流产热而不断变化，并且随着充电的进行，锂离子电池SOC也不断变化，故在快充时最大电流值的选择受温度和SOC的影响。当从某个起始....

图2 锂离子电池快充Mas曲线

如何监测析锂副反应是快充策略开发的关键，本文采用植入参比电极的方式能够实时且在线监测析锂副反应。利用参比电极监测负极电位的原理是借用了电化学中的三电极体系，将动力锂离子电池的负极视为工作电极（作为被研究的电极），正极视为辅助电极；工作电极与辅助电极构成的回路作为工作回路，通工作电....

图3 1.92 C倍率下电池不同时间不同位置的电势仿真

由表可见此模型精度尚可，因此，用1.92C直流工况对电池不同位置负极电位仿真，判断电池最容易析锂的位置。图3为1.92C倍率下电池不同位置不同时间的电势仿真图，横坐标值表示极片厚度方向的坐标位置，纵坐标Uest表示仿真电位。其中x=0m处为铜集流体与负极极片交界；x=86μ....

图5 电镀电流与电镀电压变化曲线

采用三段恒流电化学电镀策略给参比电极镀锂，即在200μm铜丝上电镀一层薄薄的锂层，见图4b内部位置示意图。电镀的锂层厚度取决于时间长短，电镀的质量取决于电流大小，电流大导致锂在铜丝表面形成得较为蓬松；电流小导致锂在铜丝表面形成得较为致密。电镀电流与电镀电压曲线如图5所示，在开始的....

本文编号：4017560