鉅大LARGE | 點擊量:811次 | 2022年04月28日
鋰電池低溫性差該如何解決?
鋰離子電池低溫性差應怎么樣應對解決?
①低溫預熱技術
技術人員找到的應對策略是充電預熱,雖然是權宜之計,但對提高鋰離子電池的放電能力和長期壽命都有明顯效果。低溫環(huán)境下對鋰離子電池充電或使用前,必須對電池進行預加熱。
②從正極、負極、電液、粘結劑四塊提高磷酸鐵鋰離子電池的低溫性能
正極方面,現(xiàn)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。
對低溫下鋰離子電池使用受限的局面,技術人員找到的應對策略是充電預熱,雖然是權宜之計,但對提高鋰離子電池的放電能力和長期壽命都有明顯效果。
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%
低溫環(huán)境下對鋰離子電池充電或使用前,必須對電池進行預加熱。電動汽車車載的電池管理系統(tǒng)(BMS)對電池加熱的方式大體可分外部加熱與內部加熱兩大類。外部加熱方式有空氣加熱、液體加熱、相變材料加熱,以及熱阻加熱器或者熱泵加熱。這些加熱方式一般位于電池包中,或者設置在熱循環(huán)介質的容器中。內部加熱法加熱電池,則是通過交流電流激勵電池內部電化學物質,使電池本身出現(xiàn)熱量。
外部加熱
有關用空氣加熱的方式,有研究人員利用電池與一套大氣模擬系統(tǒng)進行了實驗,實驗結果表明,相關于裸露在低溫環(huán)境中的電池,周圍空氣被加熱的電池能夠放出更多的容量。
比起空氣加熱,液體加熱具有更好的導熱率與更高的熱轉化效率。但是液體加熱要更復雜的加熱系統(tǒng)。液體加熱在電動汽車與混合動力汽車中的應用已經有不少實際案例。比如:在雪佛蘭Volt汽車中,環(huán)繞電池組熱交換液,由360V的加熱器加熱。
相變材料加熱電池也已經被使用。當電池溫度降到相變材料的相變溫度點之后,相變材料儲存的熱量會被釋放出來,保持環(huán)境溫度恒定,也就是向電池組傳遞熱量。相變材料的重要優(yōu)勢在于其可以用在溫度變化較迅速的環(huán)境中。
內部加熱
交流激勵加熱,相比于外部加熱來說,另外一種常用的加熱方法,結構設計上會比較簡單,就是通過交變的電流加熱電池。它不要進行傳熱結構的設計,只是在電池正負極加載一定頻率的交流激勵,激勵用途在電池內部電化學物質上,相當于循環(huán)往復小幅值充放電的效果。
與直流加熱電流相比,交流電流或正負方波電流在放電和充電周期內都可以加熱電池,使得電池溫度上升,而電池荷電狀態(tài)(SOC)基本上是不變的。由于這些特性,交流內部預熱方法成為一個研究較多的領域。2004年,國外一個研究者率先提出使用交變的電流直接對鋰離子電池加熱,僅僅利用電池內部的電阻效應產熱。他們對不同的SOC狀態(tài)下和不同溫度下(-20℃~40℃)的不同的電池做了一些測試。測試結果表明,在一定倍率的電流下,所有電池都會快速產熱。
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