聊城锂电池回收之锂电池过充机理及防过充措施

  本文通过实验和仿真研究了一款正极为NCM111+LMO的40Ah软包电池的过充性能，过充电流分别为0.33C、0.5C和1C。电池尺寸为 240mm * 150mm * 14mm。（按照额定电压3.65V计算，其体积比能量约290Wh/L，比能量还是比较低的） 过充过程中的电压、温度和内阻变化见。

  可以大致分为四个阶段： 第一阶段：1<SOC<1.2，电池内部没有发生明显的副反应，电池温度和内阻变化较小。 第二阶段：1.2<SOC<1.4，正极中的Mn发生溶解，在正极侧电解液氧化，在负极表面金属锂析出。金属锂与溶剂反应使SEI膜变厚，电池阻抗增加，电池温度开始缓慢上升。 第三阶段：1.4<SOC<1.6，电池温度上升加快，电池鼓胀明显，正极侧电解液氧化加速，放出大量的热和气体。负极表面金属锂继续析出，SEI膜开始分解，锂化的石墨与电解液发生反应。由于正极材料结构的变化，电池电压达到峰值5.2V后略微下降。 第四阶段：SOC>1.6，电池内压超限，壳体发生破裂，隔膜收缩变形，电池热失控。电池内部发生短路，大量能量迅速释放，电池温度急剧上升至780℃。

聊城锂电池回收之锂电池的失效的方向

  锂电池的失效分析分为两个方向: 

  其一为基于锂电池失效的诊断分析, 是以失效为出发点, 追溯到电池材料的失效机理, 以达到分析失效原因的目的; 

  其二为基于累积失效原因数据库的机理探索分析, 是以设计材料的失效点为出发点, 探究锂电池失效发生过程的各类影响因素, 以达到预防为主的目的.

聊城锂电池回收之锂电池的原材料价格大涨

  锂电池市场方面，数据显示，一季度，全国电池制造业主要产品中，锂离子电池产量47.9亿只，同比增长83.4%；原电池及原电池组（非扣式）产量100.5亿只，同比增长33.0%。  新能源汽车方面，数据显示，今年1-3月，新能源汽车产销双双超过50万辆，分别达到53.3万辆和51.5万辆，同比增长3.2倍和2.8倍。  

  动力电池方面，1-3月我国动力电池装车量累计23.2GWh,同比累计上升308.7%。其中三元电池装车量累计13.8GWh,占总装车量59.5%，同比累计上升219.6%；磷酸铁锂电池装车量累计达9.4GWh,占总装车量40.4%，同比累计上升603.3%。

聊城锂电池回收之电池的规范测试分析方法    

  不同的分析小组采用同样的测试分析技术,实验结果会有一定的差异,即使是同一分析小组在后期重复性实验中,得到的实验结果也会存在差异。失效分析最终目的是提出关键性解决措施, 实验结果的差异会让解决措施差之毫厘谬以千里。

  这些 问题并不局限在锂电池失效分析中, 而广泛存在于机械工程、汽车工程、航空工程等其他领域的失效分析中。因此, 标准化分析流程成为了必然的趋势。除了常规的材料物化分析技术之外, 材料预处理、转移环境以及数据分析的规范化, 对准确分析材料、认清失效机理都是必要的。

  例如,测试样品的预处理会影响检测结果准确性, 样品的气氛保护、电解液/气体的收集环境、电极材料混合物的分离均与测试结果和分析结论息息相关。

聊城锂电池回收之锂电池的机理分析

  锂电池的机理分析主要在高校和研究所开展,其从基础科学的角度,对锂电池失效问题进行分析研究,在测试分析技术方面有着丰富的经验.大量的先进测试表征技术应用到锂电池的测试分析中, 如中子衍射、纳米CT、球差电镜以及原位检测技术等,这为更加精准地分析材料层面的失效机理提供了支持。

  Xu等采用原位透射X射线成像技术深层次地研究了软包电池中LiCoO2材料的形貌结构失效与化学元素分布之间的变化关系以及相关的失效机理; Finegan等采用原位高 频X射线断层扫描仪结合热成像技术,“原位”可视化地研究了两款商业电池在不同条件引起的热失控过程中内部结构和热动力学的变化,为研究和预测热量生成和消散的关键因素提供了技术支持。

聊城锂电池回收之电池制作的差异性

  现阶段,不同厂家的材料体系、电池型号、制备方法和流程都存在一定的差异,其电化学性能、物化性能及安全性能都受到直接影响,这给失效分析带来了更多的变量和不确定性。现行的锂离子电池测试标准多针对电池单体或电池包等产品的安全性及电性能的测试,如IEC 61960, JIS-C-8711主要侧重于锂离子电池的电性能测试; IEC 62133, UL2054, UL1642 和JISC-8714等标准主要侧重于电池产品的安全性能的测试标准。

  国内现行多款测试分析标准,多数以材料为出发点,涉及材料性能和含量的测定方法, 如表1所列。此外, 针对电池组和电池包的 GB/T 31467《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》, 以及针对单体电池制定的GB/T 18287《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》包含了部分安全检测和性能测试项目。