分析電池?fù)p壞的機(jī)理

一、完整的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系的含義

電池失效可能是由人為失誤或設(shè)備故障引起的，這不是電池?fù)p傷理論的研究對(duì)象，電池?fù)p傷理論更關(guān)注電池失效本身的必然性。

要排除各種非關(guān)注點(diǎn)，您首先要含義一個(gè)完善的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。良好的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)應(yīng)該包括至少一個(gè)技術(shù)指標(biāo)完全合格的真正的電力設(shè)備,根據(jù)單體的一組完全限定和程序真正的電池組連接好,有合格的維修人員管理嚴(yán)格的維護(hù)程序的實(shí)現(xiàn),不管怎么樣,這應(yīng)該是一個(gè)完美的,但它是真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)體系。

二、電池?fù)p壞的含義

解釋常見的警告,過度充電或過量放電對(duì)電池有害可以進(jìn)一步科學(xué)翻譯成:過度充電或過量放電電流會(huì)導(dǎo)致不可逆的電化學(xué)反應(yīng)在儲(chǔ)能反應(yīng)之外,必然會(huì)破壞原結(jié)構(gòu)和能源電池的存儲(chǔ)容量。因此，電池?fù)p傷可以含義為:電池結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能能力的過充和降低所造成的無法自然恢復(fù)的損傷。

從表面上看，這個(gè)含義與電池老化理論和常識(shí)電池的應(yīng)用并沒有明顯的不同，但它自然提出了兩個(gè)真正有意義的問題:

1)在工程實(shí)踐中，一個(gè)完整的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)能否防止電池?fù)p壞?

2)電池?fù)p壞后，電池中還剩下什么可重復(fù)的、可比較的物理量變化?

力學(xué)斷裂模型的類比

為了了解電池在電領(lǐng)域中微損傷導(dǎo)致突然失效的機(jī)理，可以用力學(xué)領(lǐng)域中的斷裂模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的類比:電池在力學(xué)上類似于彈簧(板彈簧);

電池參數(shù)的差異類似于板簧截面的不均勻性。

電池的均勻充放電與板簧的滿載負(fù)載相似。

單體充放電電壓與極限充放電電壓之比，類似于板簧某一段實(shí)際負(fù)載與極限負(fù)載之超載系數(shù)。

因此，電池組的局部過充與板簧滿載時(shí)的局部過充(即應(yīng)力集中)相似。

電池組局部過充引起的微損傷與板簧局部過充引起的微裂紋相似。

受損電池的損傷是依次疊加的，類似于損傷板彈簧的裂紋。

最后，單體的失效導(dǎo)致電池的突然失效，類似于微裂紋逐漸擴(kuò)展導(dǎo)致板彈簧的突然斷裂。

上述類比大體上反映了電池組的爆損效應(yīng)屬于斷裂型模型。假如沒有適當(dāng)?shù)念A(yù)警手段，這種電池組斷裂類型故障的發(fā)生時(shí)間將與鋼板彈簧斷裂的發(fā)生時(shí)間相同難以預(yù)測(cè)。