1、钛酸锂电池胀气程度与循环性能的关系钛酸锂电池胀气程度与循环性能的关系分析分析 李欣颖 摘 要：结合了钛酸锂材料循环的稳定性较高、钛酸锂产气较慢的因素，采用了高温环境加速钛酸锂电池的胀气效果、电池循环寿命衰减，采用了俩种不同类型的钛酸锂电池进行实验，明晰了不同种类太酸电池的胀气程度间的区别，分析了钛酸锂电池胀气程度与循环性能的关系。关键词：钛酸锂电池;胀气程度;循环性能;关系;分析 引言：钛酸锂电池具备良好的安全性、零应变、电化学性能突出等优点的同时，对温度的适应度也较为广泛。导致了钛酸锂电池成为现阶段商业化研究中主要研究方向之一。但钛酸锂电池在使用中，会出现持续产出 H2、CO、CO2 等气体
2、，导致了锂电池出现膨胀现象，影响了正负极接触，对电池阻抗值造成一定影响的同时，影响了电池的性能，甚至于出现热失控、爆炸等安全问题。1.实验概述 1.1 实验方法 此次实验采用了两种容量不同的钛酸锂电池进行实验。在实验开始前，对两种容量不同的钛酸锂电池进行标记。1 号电池对应的正极体系为钴酸锂;2 号电池对应的正极体系为锰酸锂。在 1C 倍率、30 摄氏度的条件下，采取了排水法进行处理，分别对两种钛酸锂电池进行实验。首先，在 1C 倍率、30 摄氏度的条件下，对钛酸锂电池进行充放处理，结合实验情况，对其进行容量标定;其次，将温度提升至 60 摄氏度，对其进行充放电的循环测试。循环次数标定 200
3、 次，每经历 200 次的循环分别对 1 号电池、2 号电池的体积、容量变化进行测试，统计电池在此循环下容量所产生的变化，进而计算得出电池的容量保持率1。1.2 胀气实验 1.2.1 测试原理 如下图所示。对电池、水槽以及水进行的受力进行分析。实验过程中，电池的自重量应大于水对电池的浮力，得到了如下公式：F1=PGV=mg（5）F2=F3-G （5）F1=F2 （5）F3-G=pgV=mg （5）1（g/mL）V（mL）=m（g）（5）式中：F1 為水对电池的浮力;F2 为电池对水的浮力的反应作用;p 为水的密度;G 为水、水槽的重力;F3 为秤遭受水槽的支持力;g 为重力常数;V 为排开水的
4、体积;m 为排开水的质量。结合式（5）我们可以得出，电池膨胀的体积在数值上，等于电池浸没水中的质量变化。将体积测试后转化为质量测试，有效地规避了传统测试法对电池胀气的体积测试的差异、误差。1.2.2 实验过程 依托上述测试原理进行测试，对电池的胀气体积进行了测试。1）利用排水法测试未循环的俩组电池的原始体积 2）电池每循环充放电 200 次，对其进行了体积测试 3）充放电循环后的电池体积，减去改电池的原始体积，得出了电池产生气体的体积。2.结果与讨论 2.1 实验数据 2.1.1 电池容量 实验采用的 1 号、2 号电池标定容量为 22.6Ah、19.8Ah，以 200 次为循环标定，测试到
5、1400 停止。详细结果如表 1 所示。2.1.2 电池胀气 通过胀气体积测试，得出了 1 号、2 号电池的初始体积，即 313.25、227.64，经过每 200 次循环完成的测试体积，结合了初始体积进行计算，得出了 200 次循环下电池膨胀体积的电池的胀气率。如表 2 所示。经过对 1 号、2 号的分别测试，与循环前的相比，存在明显的胀气现象。2.2 实验讨论 1）钛酸锂电池在电池高温下实验，受到了高温加速老化作用、电池胀气的影响，捯饬了保持率衰减较快。2）两种电池在循环过程中，电池的胀气率呈线性增长。3）高温下，电池胀气率对钛酸锂电池循环性能的影响存在阀值。电池循环实验的初期，锂电池的胀
6、气率较低，对电池的循环稳定性影响较低。如超过阀值，电池内部电解液的分解程度、分布，都会受到不同程度的影响，导致了电池的循环稳定性降低2。3.结束语 综上所述，钛酸锂电池在高温试验环境下进行了多次循环充放电测试，经过测试结果数据表明，钛酸锂电池会出现明显的胀气问题，对电池的使用性、循环性造成一定的影响。鉴于此，我国有关人员应积极探析改善措施，对国外先进研究理念加以借鉴，以此促进我国电池产业不断提升。参考文献：1张静，高玉双，刘鹏.钛酸锂电池胀气程度与循环性能的关系分析J.科技风，2020（02）：158.2刘燕燕，王绥军，金翼，徐淑银，武怿达.钛酸锂电池胀气成分的气相色谱分析J.电源技术，2017，41（10）：1396-1398+1412.
