锂电池过充机理及防过充措施有哪些？

　　

锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于NCM+LMO/Gr体系电池过充时的电压和温度曲线。在5.4V电压达到最大，随后电压下降，最终引发热失控。三元电池过充的电压和温度曲线与其十分相似。

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锂电池过充时会产生热量和气体，热量包括欧姆热和副反应产生的热，其中欧姆热占主要。过充引发的电池副反应，首先是过量的锂嵌入负极，在负极表面会生长锂枝晶（N/P比会影响锂枝晶生长的起始SOC）。其次是过量的锂从正极脱出，引起正极结构坍塌，放出热量和释放出氧。氧气会加速电解液的分解，电池内压不断升高，一定程度后安全阀开启。活性物质和空气的接触会进一步产生更多的热量。

​有研究表明减少电解液量会显著减少过充时的产热和产气。另有研究过充时电池不带夹板或安全阀不能正常开启，电池易发生爆炸轻微地过充不会导致热失控，但会引起容量衰减。研究发现NCM/LMO混合材料为正极的电池过充时，SOC低于120%容量没有明显的衰减，SOC高于130%时容量会衰减显著。

​解决充问题方法：
1、BMS中设置保护电压，通常保护电压要低于过充时的峰值电压；

​2、在电解液中添加抗过充添加剂，如氧化还原对；

​3、电压敏感膜的使用，电池发生过充时，膜电阻显著降低，起到分流作用；

​4、通过材料改性（如材料包覆）提高电池的抗过充能力；

​5、在方形铝壳电池中使用OSD、CID设计，目前是通用的防过充设计。而软包电池则无法实现类似设计