鉅大LARGE | 點擊量:1427次 | 2021年02月25日
鋰離子電池低溫性能介紹分析
相關(guān)于正極材料而言,鋰離子電池負(fù)極材料的低溫惡化現(xiàn)象更為嚴(yán)重,重要有以下3個原因:
低溫大倍率充放電時電池極化嚴(yán)重,負(fù)極表面金屬鋰大量沉積,且金屬鋰與電解液的反應(yīng)產(chǎn)物一般不具有導(dǎo)電性。
從熱力學(xué)角度,電解液中含有大量C–O、C–N等極性基團(tuán),能與負(fù)極材料反應(yīng),所形成的SEI膜更易受低溫影響。
碳負(fù)極在低溫下嵌鋰?yán)щy,存在充放電不對稱性。
在所有的環(huán)境因素中,溫度對電池的充放電性能影響最大,鋰離子電池在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)。低溫下電解液的粘度降低、導(dǎo)電性下降,活性物質(zhì)的活性也會降低、會使電解液的濃度差變大,極化增強(qiáng),使充電提前終止。更重要的是鋰離子在碳負(fù)極的擴(kuò)散速度會更慢,溫度下降,電極的反應(yīng)速率也下降。
鋰離子電池在低溫條件下工作,電池的容量急劇下降且極化增強(qiáng),在低溫條件下,鋰離子難于嵌入負(fù)極中而相對較易從負(fù)極中脫出,因此導(dǎo)致容量的下降,而電池的放極化變化則與低溫時電解液的電導(dǎo)率下降,鋰離子在電極中的擴(kuò)散速度下降及其在充電過程中由于金屬鋰的沉積在負(fù)極表面形成新的SEI膜導(dǎo)致阻抗增大等因素有關(guān)。
低溫環(huán)境下對鋰離子電池充電或使用前必須對電池進(jìn)行預(yù)加熱。電動汽車車載的電池管理系統(tǒng)對電池加熱的方式大體可分外部加熱與內(nèi)部加熱兩大類。這些加熱方式一般位于電池包中,或者設(shè)置在熱循環(huán)介質(zhì)的容器中。內(nèi)部加熱法加熱電池,則是通過交流電流激勵電池內(nèi)部電化學(xué)物質(zhì),使電池本身出現(xiàn)熱量。