簡述鋰電池的過充機理及防過充措施

鋰電池過充時會出現熱量和氣體，熱量包括歐姆熱和副反應出現的熱，其中歐姆熱占緊要。過充引發的電池副反應，首先是過量的鋰嵌入負極，在負極表面會生長鋰枝晶（N/P比會影響鋰枝晶生長的起始SOC）。其次是過量的鋰從正極脫出，引起正極結構坍塌，放出熱量和釋放出氧。氧氣會加速電解液的分析，電池內壓不斷升高，一定程度后安全閥開啟。活性物質和空氣的接觸會進一步出現更多的熱量。

有研究聲明減少電解液量會顯著減少過充時的產熱和產氣。另有研究過充時電池不帶夾板或安全閥不能正常開啟，電池易發生爆炸。

輕微地過充不會導致熱失控，但會引起容量衰減。研究發現NCM/LMO混合材料為正極的電池過充時，SOC低于120%容量沒有分明的衰減，SOC高于130%時容量會衰減顯著。

目前處理過充問題的辦法大致有一下幾種：

1）BMS中設置保護電壓，通常保護電壓要低于過充時的峰值電壓；

2）通過材料改性（如材料包覆）提高電池的抗過充能力；

3）在電解液中添加抗過充添加劑，如氧化還原對；

4）電壓敏感膜的使用，電池發生過充時，膜電阻顯著降低，起到分流用途；

5）在方形鋁殼電池中使用OSD、CID設計，目前是通用的防過充設計。

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