离子电池循环过程中的膨胀力变化

大家好，小科来为大家解答以上问题。离子电池循环过程中的膨胀力变化这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

解答：

1、 离子电池循环过程中的膨胀力变化对模块和系统设计有着非常重要的影响。

2、 电池在循环过程中容量的加速和衰减与电池受到过大的挤压力有关。因此，研究循环过程中膨胀力的变化对电池和系统的优化设计具有重要意义。

3、 1个实验

4、 本实验以不同型号的方形磷酸亚铁锂动力电池(型号1、型号2、型号3)为样品，置于限压工具中，分别在室温(255)、高温(455)充电和放电间隔为30分钟，通过压力传感器记录和分析电池的膨胀力。

5、 测试设备：arbin300a-5v；测试夹具：自制压力夹具；初始预载：<<3kn；初始充电状态(SOC):30%；安装方法：夹具为铝板，测试时电池位于夹具中间。铝制定位柱用于四周固定距离加载，电池水平放置，压力传感器置于夹具顶部中央，预紧力可调。

6、 2结果和讨论

7、 2.1循环过程中膨胀力的变化

8、 研究了不同容量和尺寸的方形磷酸铁锂电池，记录了循环过程中的膨胀力。变化规律如图1和图2所示，列出了Model1电池在500次循环中的膨胀力变化。

9、 随着充放电的进行，膨胀力呈非线性变化。

10、 图1循环过程中电池充电膨胀力的变化。图1显示了充电过程中膨胀力的变化。30%SOC是膨胀力的第一个峰值，100%SOC是第二个峰值。随着循环次数的增加，膨胀力整体增加，表现出相同的规律。

11、 图2显示了放电过程中膨胀力的变化。膨胀力的峰值为0%放电深度(DOD)和70%DOD，即对应的100%SOC和30%SOC。同样，随着循环次数的增加，膨胀力呈现出明显的增加规律。

12、 图2循环过程中电池放电膨胀力的变化

13、 2.2膨胀力变化规律分析

14、 通过总结分析循环过程中的膨胀力，发现不同SOC的变化规律略有不同：30%SOC是膨胀力的第一个峰值，随着循环次数的增加，其增加幅度大于100%SOC。0%SOC的膨胀力定义为f0，30%SOC的膨胀力定义为f30，以此类推，100%SOC的膨胀力定义为f100，以观察循环过程中的膨胀力。

15、 表1模型1电池在45循环过程中膨胀力峰值的变化

16、 我们发现30%SOC的膨胀力会逐渐接近100%SOC的膨胀力。

17、 如表1和图3所示，从600次循环开始，F30开始大于F100，F30与F100的比值逐渐增大到103%左右，基本保持在该值不变。

18、 图3不同SOC在循环过程中膨胀力的变化

19、 2.3温度对膨胀力变化的影响

20、 继续观察F30/F100在不同温度下的变化规律。同样是Model1电池，45和25膨胀力峰值比的变化规律不同。

21、 当初始预紧力(0%SOC)约为0kN时，常温循环膨胀力峰值比缓慢增加，如图4中蓝色曲线所示。在25的循环过程中，F30/F100的比值从200次循环开始基本恒定在80%，800次循环后逐渐上升到近100%。在高温条件下，如图4中红色曲线所示，F30/F100在100次循环后跃升至90%，在600次循环后逐渐上升至100%以上，并在103%左右保持不变。

22、 图4不同温度下循环膨胀力峰值比的变化