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锂电池工作温度,影响锂电池低温性能的原因

   日期:2023-08-23     来源:www.abbconf.com    作者:二手网    浏览:597    评论:0    
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锂离子电池工作温度,影响锂离子电池低温性能的原因。低温条件下锂离子电池的性能会出现降低表现为充电时间延长、充放电量降低、电池容量变小、掉电速度快,进而影响新能源汽车的续驶里程。研究表明15-26℃之间的温度区间锂离子电池的续驶里程最长;倘若气温降低到一定量,锂离子电池甚至会出现没办法充电、不可以放电的现象。本文解说锂离子电池工作温度与影响锂离子电池低温性能的原因。

锂离子电池工作温度

常规的锂离子电池工作温度在-20℃~60℃之间,不过通常低于0℃后锂离子电池性能就会降低,放电能力就会相应减少,所以锂离子电池性能完全的工作温度容易见到是0~40℃。一些特殊环境需要的锂离子电池温度各有不同,有的甚至可以在上百摄氏度的环境中正常进行。

当电池处于过低温度环境时电解液粘度变大,Li离子的移动受阻,负极表面Li离子的嵌入脱出打破平衡状况,会有一部分Li离子沉积在负极表面导致析锂现象,从而导致了电池容量的损失;而当电池处于过高温环境下时电解液及活性物质的活性较大,电池内部会有副反应的发生与电解液的分解,一方面导致了容量的损失,其次也会由于副反应的发生出现气体导致电池的鼓胀。

锂离子电池处于低温环境下电解液粘度变大,锂离子的迁移速度变慢,在低温下以较大的电流放电,放出的容量会相对降低;高温环境下与上面状况相同,因副反应的发生损失容量,并可能出现气体导致鼓胀。同样通常锂离子电池的参考测试温度是23±5℃度,高于或低于这个温度测试的结果都会有点偏差。

影响锂离子电池低温性能的原因

1、高熔点溶剂:因为电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,锂离子电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,致使锂离子在电解液中传输速率减少。

2、电解液黏度:锂离子电池充放电的过程就是锂离子通过电解液在电池正负极之间来回移动的过程。低温条件下电解液会比常温更为黏稠,使锂离子在其间来回移动的阻力增大,减少锂离子的移动速度,一部分锂离子甚至无力穿透电池隔膜完成正负极的脱嵌和嵌入,使电池充放电量降低。

3、正极材料:锂离子电池用的正极材料有很多种,正极材料的不同是电池低温性能出现差异化的根本缘由之一。研究表明在-20℃条件下,磷酸铁锂离子电池的放电容量只能达到常温的67.38%,镍钴锰三元电池则可达到70.1%,而锰酸锂离子电池更可达到常温容量的83%。可见锰酸锂离子电池的低温性能最 好,而磷酸铁锂离子电池的低温性能较差。

4、隔膜:隔膜孔径的大小对锂离子电池性能有直接的影响,孔径太小会增大电池内阻,孔径太大则容易使正负极直接接触或易被锂枝晶刺穿导致电池短路。适合的孔隙率对隔膜及锂离子电池的性能发挥非常重要:隔膜的孔隙率若太小隔膜透气性能差、电解液吸附能力弱、电导率低;孔隙率太高,虽然透气性能和电解液吸附能力明显改变,但对应的缩短率和抗穿刺能力变差。

虽然锂离子电池在低温条件下电池性能会降低,电池容量会变小,但只须不在0℃以下的环境中充电是不会对电池导致损毁的。伴随温度的上升电池性能会重新恢复,为降低低温对锂离子电池性能的影响,在低温条件下大家可以可以在出车时低速缓行几分钟来提升电池温度来新增放电量;当然效果最好的办法还是为锂离子电池搭载智能温控系统,使锂离子电池处于一个较佳的温度环境中工作。


 
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