锂电池如何防止过充

 过充是目前锂电池安全测试中较难通过的一项，因此有必要了解过充的原理及目前防过充的措施。

轻微的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。

目前解决过充问题的大致有以下几种方法：

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、通过材料改性（如材料包覆）提高电池的抗过充能力；

3、在电解液中添加抗过充添加剂；

4、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；

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。软包电池则无法实现类似设计。

锂电池过充大致可分为4个区域，每个区域的特征如下：

I区

1、电池电压缓慢上升。钴酸锂正极脱锂超过60%，在负极侧析出金属锂。

2、电池鼓胀，可能是由于电解液在正极侧高压氧化。

3、温度基本稳定，略有上升。

II区

1、温度开始缓慢升高。

2、在80~95%范围内，正极阻抗增大，电池内阻增加，但在95%有所减小。

3、电池电压超过5V，达到最高。

III区

1、大约在95%，电池温度开始快速升高。

2、从大约95%开始，直到接近100%，电池电压稍稍下降。

3、当电池内部温度达到大约100℃，电池电压急剧下降，可能是温度升高致电池内阻降低所引起的。

IV区

1、电池内部温度高于135℃，PE隔膜开始融化，电池内阻快速升高，电压达到上限（~12V），电流降至一个较低的值。

2、在10-12V之间，电池电压不稳定，电流也有波动。

3、电池内部温度快速升高，电池破裂前温度上升到190-220℃。