時間:2025-07-08 16:01:38來源:OFweek 鋰電網
1. 材料體系與電化學特性
正負極材料決定電壓窗口:不同正負極材料的電化學穩定窗口不同。例如:
磷酸鐵鋰(LFP)體系:充電截止電壓通常為 3.65V,放電截止電壓為 2.5V(常溫)或 2.0V(低溫)。
三元材料(NCM/NCA)體系:充電截止電壓為 4.2V,放電截止電壓為 2.75V–3.0V。
鈦酸鋰(LTO)體系:充電截止電壓為 2.9V,放電截止電壓為 1.5V。
過充/過放風險:
充電電壓過高會導致正極結構破壞、析氧、電解液分解。
放電電壓過低會導致負極SEI膜破裂、集流體腐蝕。
2. 安全保護機制
分級保護設計:
充電終止電壓:如 3.65V(LFP),達到時BMS終止充電。
一級過充保護:如 ≥3.8V(LFP),強制終止充電。
二級過充保護:如 ≥4.0V(LFP),鎖定BMS防止熱失控。
放電終止電壓:如 2.5V(LFP),達到時停止放電。
一級過放保護:如 ≤2.0V(LFP),強制終止放電。
二級過放保護:如 ≤1.8V(LFP),鎖定BMS并需人工修復。
3. 溫度適應性
低溫調整:放電截止電壓隨溫度降低而降低,例如:
T>0°C: 2.5V(LFP)。
T ≤ 0°C: 2.0V(LFP),避免低溫下因極化導致過早截止。
4. 壽命與性能優化
循環壽命影響:
充電截止電壓過高(如LFP從3.65V升至4.0V)會加速容量衰減。
放電截止電壓過低(如LFP低于2.85V)會導致負極活性鋰損失。
化成工藝:預充截止電壓需控制在SEI膜形成區間(如2.8–3.0V),避免雜質反應。
總結
截止電壓的確定是材料特性、安全性、壽命、溫度適應性及標準規范的綜合結果。制造商通過電化學測試驗證邊界值,BMS據此執行分級保護,確保電池在安全窗口內工作。
以上內容均為本人日常工作,交流,閱讀文獻所得,由于本人能力有限,文中闡述觀點難免會有疏漏,歡迎業內同仁積極交流,共同進步!
參考資料:
1.異常工況下磷酸鐵鋰電池狀態估計及 壽命預測方法研究,魏孟
2.ATL項目工程部工程手冊
3.化成工藝對鋰離子電池性能的影響,王玲玲
4.GB/T 36276—2023 電力儲能用鋰離子電池
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