在鋰離子電池充電過程中，電解液溶劑中會發(fā)生一些還原反應，會產(chǎn)生大量的CH2和CO氣體，如果不對電池電解液的溶劑還原反應采取相應的措施，會發(fā)生大量的氣體析出，這不僅會消耗電能，還會腐蝕電極板，使電極板變形并損壞電池。

鋰離子電池現(xiàn)在很熱。鋰電池通常用作電動摩托車電池、電動滑板車電池，我們需要了解鋰離子電池在充電和放電時的極化。

在鋰電池充電過程中，電池極化是常見的。要想加快充電速度，充分利用電能，提高充電效率，就必須采取有效措施降低極化電壓值。本文將介紹鋰電池極化的原因、類型和消除電池極化的方法。

電池極化的原因和類型

在充電過程中，鋰電池的端子電壓高于開路電壓，兩者之間的差值是鋰電池充電時的過電壓，也可以稱為過電壓，這稱為電極極化?？梢杂靡韵鹿奖硎荆篣=U0+△U

上式中，U0為開路電壓，U為鋰離子電池的端子電壓△ U是鋰電池極化電壓。在鋰離子電池充電過程中，如果你想加快充電速度，提高充電效率，充分利用電能，你需要采取一些措施來降低電池極化電壓的值△ 盡可能多地使用U。

鋰離子電池的極化現(xiàn)象是由多種因素造成的。根據(jù)不同的因素，電池極化現(xiàn)象一般分為三類：歐姆極化、濃度極化和電化學極化。

歐姆極化

歐姆極化是由鋰電池中所有部件在充電過程中的內(nèi)阻引起的。當鋰電池充電時，流經(jīng)這些部件的電流會受到阻礙，從而導致歐姆極化現(xiàn)象。在充電過程中，會發(fā)生電化學反應，鋰離子會擴散到電極上。在擴散過程中，將遇到來自這些內(nèi)部組件的阻力。

為了克服這種阻力，一部分充電電流將用于促進鋰離子的擴散。極化現(xiàn)象增加，這將增加鋰電池的內(nèi)部溫度，一部分電解質(zhì)將發(fā)生還原反應產(chǎn)生氣體，這些現(xiàn)象導致電能損失。減小電流或停止充電可以消除歐姆極化效應。

 

 

濃度極化

當鋰離子電池充電時，正負極板上會發(fā)生化學反應。這些化學反應改變了鋰離子電池內(nèi)部電解質(zhì)中參與電化學反應的各種顆粒的濃度。

也就是說，鋰離子電池內(nèi)部的電解液濃度在充電前后發(fā)生變化。這種變化會導致鋰離子電池正負極之間的電位差，這就是濃度極化現(xiàn)象。

濃度極化受電流密度Id的影響。當充電電流逐漸增加時，電化學反應會變得劇烈，導致電流密度Id增加。濃度極化也會增加。因此，減小充電電流并停止充電可以緩解濃度極化現(xiàn)象。

電化學極化

在鋰電池的充放電過程中，正負極發(fā)生電化學反應，使兩個極板之間的電位相互偏移，這就是電化學極化現(xiàn)象。高電流充電會增加電化學極化。

電化學極化的增加將導致鋰離子電池內(nèi)部電化學反應的加劇，導致電解液濃度的巨大變化。同時，它也會導致電解質(zhì)反應產(chǎn)生氣體，這會導致鋰電池電極板的腐蝕和變形，對其造成不可逆的損害，類似于濃度極化。

當充電電流降低或停止充電時，可以有效緩解電化學極化現(xiàn)象。從以上分析可以看出，鋰電池充電過程中存在電池極化現(xiàn)象，但每個階段電池極化程度不同。在充電的初始階段，電解液的反應沒有那么強烈，因此主電池的極化是由歐姆內(nèi)阻引起的。

隨著充電電流的增加，其歐姆極化也逐漸增加，但電化學極化以對數(shù)趨勢緩慢增加，其增加速度非常緩慢，對鋰離子電池的影響可以暫時忽略。在充電中后期，電解液中Li+的含量逐漸增加，極限擴散電流密度I d隨著Li+的增加而逐漸減小，充電電流密度I與極限擴散電流強度Id的差值越來越小。

因此，濃度極化和電化學極化將迅速增加。此時，主電池極化將從歐姆極化轉(zhuǎn)變?yōu)闈舛葮O化和電化學極化。

 

 

電池極化對充電過程的影響

在鋰離子電池充電過程中，電池極化會對其產(chǎn)生許多負面影響。例如：

（1） 當電池發(fā)生極化時，充電電流受到鋰離子電池內(nèi)部過電壓的影響，增加速度變慢，這導致電解液中活性物質(zhì)參與反應的能力降低，電化學反應速度降低。

（2） 當電池發(fā)生極化時，鋰離子電池中電解質(zhì)的反應加劇，導致嚴重的氣體析出。釋放的氣體減緩了充電過程，并對極板造成物理沖擊，腐蝕極板并使其變形。

（3） 當電池發(fā)生極化時，鋰離子電池的內(nèi)部電解質(zhì)反應會釋放大量熱量，導致其內(nèi)部溫度逐漸升高，并在短時間內(nèi)積累，高溫會使電解質(zhì)的反應更加迅速，從而溫度將升高并且電池極化現(xiàn)象將變得更加強烈。

 

 

消除電池極化的方法

（1） 強制消除：根據(jù)Maas的三個定律，當在電池充電過程中強制反向電流對鋰離子電池充電時，其內(nèi)部化學反應也會發(fā)生相反的變化。也就是說，一定深度的放電可以有效地逆轉(zhuǎn)鋰離子電池內(nèi)部的化學反應，從而消除濃度極化。

（2） 自然消除：鋰電池在充電過程中，如果瞬間停止充電，充電電流等于零，歐姆極化也為零，即歐姆極化瞬間消除。同時，由于停止充電，電池內(nèi)部的電化學反應速度也減慢，對抑制電化學極化和濃度極化有一定作用。

（3） 反饋控制：在充電過程中，氣體析出反應和溫度升高會對鋰離子電池造成很大的損害，因此這兩個問題應該得到解決。有研究表明，在鋰電池充電過程中，當電池的端電壓在一定閾值內(nèi)時，析氣反應和溫度升高并不明顯。

因此，可以通過充電過程中鋰離子電池的端子電壓狀態(tài)來判斷電池極化程度，并且作為基礎，可以通過反饋來控制充電過程中的鋰離子電池充電電流。

最終想法：

由于許多用戶在電池充電過程中操作不當或不注意充電時間，導致電池損壞，odm鋰離子電池組制造商將從電池保護板提高充電的安全性。

用戶也可以在充電站充電，充滿電后會自動停止，或在電池交換站更換電池，這不僅安全性高，而且提高了效率。