鉅大LARGE | 點擊量:325次 | 2023年12月22日
如何提高鋰電池低溫性能問題?
小編覺得整個思路是從正極、負極、電液、粘結劑四塊提高磷酸鐵鋰離子電池包的低溫性能。
正極方面:現在都是納米化,它的粒徑、電阻力,AB平面軸長大小三方面會影響到整個電池低溫的特性。通過三種工藝制備了磷酸鐵鋰,從我們整個制備的條件來講,不同的磷酸鐵鋰工藝納米化跟包覆,我們從AB面的軸長來看,AB面軸長的增大使得鋰離子遷移通道會變大,將有利于提高電池倍率的性能。不同工藝對正極也有不同的影響,100到200納米粒徑磷酸鐵鋰做出的電池低溫放電特性比較好,在-20度可以釋放94%,也就是粒徑的納米化縮短了遷移的路徑,也提高了低溫放電的性能,因為磷酸鐵鋰放電重要是跟正極有關。
負極方面:考慮充電特性,鋰離子電池低溫充電重要是負極影響,包括粒徑大小還有負極的間距變化,選取了三種不同的人造石墨作為負極,來研究不同的層間距和粒徑對低溫特性的影響。從三種材料來看,層間距大的顆粒石墨,從阻抗來講,本體阻抗和離子遷移阻抗比較小一點。
充電方面,冬天低溫下放電問題不大,重要是低溫充電。因為在橫流比方面,1C或者0.5C的橫流比非常關鍵,到恒壓要非常長時間,通過改進三種不同石墨的比較,發現其中一種在-20度充電恒流比有比較大的改善,從40%提高到70%多,層間距的增大,還有粒徑的減小。
電解液:在-20度,-30度下電解液結冰,黏度增大,形成性能惡化。電解液從三方面:溶劑,鋰鹽,添加劑。不同鋰鹽對低溫的充放電的特性有一定的影響。固定溶劑體系和鋰鹽基礎上,低溫添加劑可以使放電容量從85%提高到90%,也就是說,整個電解液體系中,溶劑、鋰鹽還有添加劑都對我們的動力鋰電池低溫特性有一定的影響,包括其他的材料體系相同適用。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
粘結劑:有三種,兩種點狀,一種線狀的。-20度充放電情況下,兩種點狀大概做了70多到80的循環以后,整個極片是有粘結劑失效的現狀,而采用線狀的粘結劑不會存在這個問題。在整個體系上,從正極、負極、電解液到粘結劑的改善以后,我們在磷酸鐵鋰離子電池包單體這塊做得比較好的效果,一個是充電特性,-20、-30、-40度溫度下0.5C充電恒流比可以達到62.9%,-20度溫度下放電可以放出94%,這是倍率跟循環的一些特性。
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