鉅大LARGE | 點擊量:1035次 | 2019年12月10日
哪些因素制約了鋰電池的低溫性能?
制約鋰電池低溫性能的因素
●低溫環(huán)境下,電解液的黏度增大,甚至部分凝固,導(dǎo)致鋰離子電池的導(dǎo)電率下降。
●低溫環(huán)境下電解液與負(fù)極、隔膜之間的相容性變差。
●低溫環(huán)境下鋰離子電池的負(fù)極析出鋰嚴(yán)重,并且析出的金屬鋰與電解液反應(yīng),其產(chǎn)物沉積導(dǎo)致固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)厚度增加。
●低溫環(huán)境下鋰離子電池在活性物質(zhì)內(nèi)部擴(kuò)散系統(tǒng)降低,電荷轉(zhuǎn)移阻抗(Rct)顯著增大。
目前,磷酸鐵鋰電池是應(yīng)用在電動汽車上最多的電池,這種電池安全性高,單體壽命較長,但磷酸鐵鋰有一個致命的缺點,他的低溫性能比其他技術(shù)體系的電池略差。低溫對磷酸鐵鋰的正負(fù)極、電解液和粘接劑等都存在影響。
低溫環(huán)境下鋰電池容量為何會降低?
在眾多環(huán)境要素中,溫度對鋰電池性能的影響最大。鋰電池所用的電解液作為有機(jī)液體,如同油脂,會在低溫下變粘稠甚至凝結(jié)。此時,導(dǎo)電的鋰鹽在里面的活動大大受到限制,這樣的話充電效率很低,從而會導(dǎo)致鋰電池在低溫下充電慢,充不滿,放電亦是如此。
鋰電池在低溫環(huán)境下使用受到限制,除了因為放電容量會嚴(yán)重衰退外,低溫下也不能對鋰電池進(jìn)行充電。在低溫充電時,電池石墨電極上的鋰離子的嵌入和鍍鋰反應(yīng)是同時存在的且相互競爭。低溫條件下鋰離子在石墨中的擴(kuò)散被抑制,電解液的導(dǎo)電率下降,從而導(dǎo)致嵌入速率降低而在石墨表面上會使鍍鋰反應(yīng)更容易產(chǎn)生。鋰離子電池在低溫下使用時壽命下降的原因主要有內(nèi)部阻抗的增加與鋰離子析出使容量衰減。