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锂亚电池自放电与电压滞后的影响

放大字体 缩小字体 发布日期:2016-06-15 08:14:14   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:451


  电压滞后是锂亚电池的一个特点, 也是该种电池存在的基础,其原理如下:组成电池的亚硫酰氯电解液是一种强氧化性的化学物质,它同时起了电解液和电池正极活性物质的作用,亚硫酰氯与电池的负极活性物质金属锂接触后,在金属锂表面上立即形成一层致密的钝化膜,这一层钝化膜是一种离子导体,锂离子能在钝化膜中进行迁移,但由于其迁移的速率很小,因此会阻挡电池进行反应,当电池中流过的电流不大于1μA/cm2(金属锂表面积)时,钝化膜中锂离子的迁移速率能够满足要求,当电流较大时,钝化膜中锂离子的迁移速率的限制产生严重影响,钝化膜两端产生很大的电压降,此时具体表现就是电池负载电压低;随着电流的不断流过,钝化膜逐渐破裂,两端的压降逐渐下降,电池的负载电压就逐渐上升直至正常。钝化膜的逐渐破裂过程就是电池电压滞后的消除过程。

  1  表征锂-亚硫酰氯电池电压滞后的参数

  最低滞后电压(TMV: Transient Minimum Voltage):指电池接通一定的负载电流时,电池电压的最低值;

  滞后时间(TRSV: Time Recovering to Stable Voltage):指电池负载电压恢复到正常值所需要的时间;

  2  TMV和TRSV与贮存时间的关系

  下面两个图形表示了TMV和TRSV随贮存时间的变化趋势:

  3  TMV与电池内阻的关系

  TMV与电池内阻的关系遵从一般电路的电压电阻关系,其关系式如下式所示:

  E-TMV=I*r或TMV=E-I*r

  其中:E为电池电动势,对锂-亚硫酰氯电池来说总等于3.66~3.68,在电池内的金属锂未消耗完之前保持恒定;

  I为放电电流

  r为电池内阻

  电池内阻由以下几部分组成:

  a. 电池内各部分之间的接触电阻;

  b. 组成电池的各组成部分的欧姆电阻;

  c. 电解液内部锂离子的传输电阻;

  d. 电池负极金属锂表面上的钝化膜内部锂离子的传输电阻;

  e. 电池电化学体系的极化电阻;

 
关键词: 电压 电池


 
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