那么溫度對(duì)鋰電池究竟有著怎樣的影響呢？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-07 18:52
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根據(jù)相關(guān)資料，溫度對(duì)鋰離子電池的影響主要集中在以下幾個(gè)方面：
1.容量衰減，溫度的變化直接影響鋰電池內(nèi)部材料的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響鋰電池容量的變化；溫度越高內(nèi)部材料的臨界失效越嚴(yán)重，電池的容量衰減也越快。
2.熱失控，在鋰電池工作過(guò)程中因?yàn)殇囯姵刈陨淼臒嶙栊?yīng)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，如果不能很好的對(duì)這種熱效應(yīng)進(jìn)行處理，大量熱量會(huì)積聚在電池內(nèi)部，誘發(fā)有害化學(xué)反應(yīng)的增加，進(jìn)而引起連鎖反應(yīng)使電池的發(fā)熱現(xiàn)象失去控制，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電池鼓包甚至爆炸。
3.低溫特性，低溫狀態(tài)下，鋰電池內(nèi)部的導(dǎo)電介質(zhì)受到影響，其導(dǎo)電能力受到削弱，放電過(guò)程中電極兩端的能量交換效率降低而充電過(guò)程中的效率受低溫的影響并不十分明顯，因此會(huì)產(chǎn)生過(guò)充現(xiàn)象導(dǎo)致電極附近出現(xiàn)鋰枝晶現(xiàn)象，進(jìn)而影響鋰電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)甚至刺破隔膜造成短路引起火災(zāi)或爆炸。
鋰離子電池的最佳溫度區(qū)間、工作溫度區(qū)間和可承受溫度區(qū)間分別為10～35℃、-20～45℃和-40℃～60℃。10～35℃這一溫度區(qū)間為鋰電池的理想工作狀態(tài)。在-20～45℃區(qū)間內(nèi)鋰電池壽命衰減較小，仍能夠正常工作。然而，當(dāng)溫度在-20～-40℃內(nèi)時(shí)，電解液可能會(huì)凝固，阻礙鋰離子的流動(dòng)，導(dǎo)致阻抗增加，電池容量明顯下降。當(dāng)溫度超過(guò)60℃時(shí)，鋰離子的化學(xué)特性開(kāi)始變得越來(lái)越不穩(wěn)定，電池內(nèi)部有害化學(xué)反應(yīng)速率較高，可能會(huì)破壞電池，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生事故。
為了使鋰電池電動(dòng)汽車的安全性得到充分的保障，如何對(duì)鋰電池熱效應(yīng)進(jìn)行有效的控制成為一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。在探索如何處理鋰電池?zé)嵝?yīng)的過(guò)程中，科研工作者和工程師們不斷貢獻(xiàn)自己的智慧，開(kāi)拓出多種多樣的方式。
如何對(duì)鋰電池進(jìn)行有效的熱控制呢？總體的思路是從源頭開(kāi)始，貫穿整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，在每個(gè)細(xì)節(jié)都嘗試進(jìn)行控制。從電池機(jī)理上入手的探索思路是開(kāi)發(fā)新的電極材料和介質(zhì)材料，使用更高效、穩(wěn)定的材料進(jìn)行鋰電池的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)，從源頭保證鋰電池的安全應(yīng)用。然而當(dāng)前的科研工作還不能很好的滿足生產(chǎn)生活需要，如何在現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上對(duì)鋰電池進(jìn)行安全優(yōu)化便成為焦點(diǎn)。
目前主流的鋰電池?zé)峁芸胤绞街饕譃橐韵聨追N：空氣冷卻、液體冷卻、熱管冷卻、基于相變材料的冷卻方式。這四種鋰電池的熱管控方式各有特點(diǎn)。
空氣冷卻主要是以空氣為介質(zhì)進(jìn)行熱交換，通過(guò)空氣的流通來(lái)對(duì)發(fā)熱的鋰電池組進(jìn)行降溫處理，根據(jù)空氣流動(dòng)的方向和制冷結(jié)構(gòu)布局，可以將空氣冷卻方式簡(jiǎn)單的分為串行和并行兩種冷卻方式。按照空氣的驅(qū)動(dòng)方式又可以分為自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)。空氣冷卻的熱控制方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、壽命長(zhǎng)、可靠性高、成本低等特點(diǎn)，然而空氣的比熱容較低，空氣冷卻難以處理大量的熱量，因此其應(yīng)用具有一定的局限。早期的電動(dòng)汽車多選用這種技術(shù)。
液體冷卻是以液體作為導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行的熱量控制方式。根據(jù)是否與電池接觸，可以分為非接觸式和非接觸式；根據(jù)液體流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式可以分為主動(dòng)式冷卻和被動(dòng)式冷卻；根據(jù)液體的流動(dòng)通道又可以分為管式液冷、板式液冷。與空氣冷卻的方式相比，液冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。但是相交于空氣，液體導(dǎo)熱介質(zhì)的比熱容有著更大的調(diào)整空間，其散熱效率和散熱速度也更可觀。目前電動(dòng)汽車主要應(yīng)用液體冷卻系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行鋰電池?zé)峁芸亍?/div>
