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锂离子电池过充特性和过充时电池的热稳定性介绍

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资料介绍

　　电极材料对过充行为的影响

　　不同负极材料在过充条件下热效应不同。MacNei等［2］研究了在相同的充电条件下，不同负极材料的热效应实验结果表明：人造石墨放热速率远大于MCMB、碳纤维、焦炭。原因是人造石墨层间距小，锂离子脱嵌产生的热效应大。周震涛等［3］分别以天然石墨、改性天然石墨、MCMB为负极材料，相同的正极材料组装成电池，实验发现，过充电所达到的最高电压、最高温度和最高充电容量相差都很小，说明负极材料的种类对锂离子电池过充电的行为影响很小。不同正极活性材料其耐过充行为不同，材料的包覆改性对其耐过充行为有较大影响。王静等［4］对LiCoO2， LiNiO2， LiMn2O4和包埋镍酸锂等正极活性物质进行了过充试验研究，发现包埋镍酸锂材料的耐过充性能较好，当组装的电池以 1 C充电至10 V时，电池既没有短路也没有爆炸，尖晶石型 LiMn2O4材料发生短路，而以LiCoO2，LiNiO2组装的电池都发生了爆炸。Leising等人［5］研究了正负极比例对电池过充性的影响发现电池爆炸温度随正极活性物质的增加而降低，电池的过充安全性主要取决于正极的量与负极的量无关。由此可见，电池正极活性材料的稳定性很大程度上影响了电池的耐过充性能，选择具有良好稳定性的正极活性材料，可以提高电池的耐过充性。

　　过充时电池的热稳定性

　　过充时，电池电极材料和电解液分解等副反应的发生使内部温度过高，造成电池热失控，最终导致安全问题。吕东生等［8］用交流阻抗法结合循环伏安法研究了LiMn2O4粉末微电极过充电对LiMn2O4/LiPF6-（EC+DEC）溶液界面性质的影响。结果表明：电荷传递电阻Rct随过充电时间的增加而增加，而表面膜电阻Rf基本不随过充电时间变化。