介紹提高鋰離子電池低溫性能的方法
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-07 22:30
點擊量：次
提高鋰離子電池低溫性能的秘密。低溫會導(dǎo)致鋰離子電池的電氣性能下降,甚至?xí)?dǎo)致鋰離子電池的使用,低溫充電會導(dǎo)致鋰樹突的生產(chǎn),為了提高鋰離子電池的低溫性能,大多數(shù)科研人員提出了多種措施。
鋰離子電池。JPG
提高鋰離子電池低溫性能的秘密
面對鋰離子電池在低溫下的使用受到限制的情況，技術(shù)人員已經(jīng)找到了一種應(yīng)對策略，就是對鋰離子電池進行充電預(yù)熱，雖然這是一種臨時措施，但是對提高鋰離子電池在低溫下的性能有著顯著的效果。
鋰電池在低溫環(huán)境下充電或使用前必須進行預(yù)熱。電動汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)可分為外部加熱和內(nèi)部加熱兩種類型。
外部加熱方式有空氣加熱、液體加熱、相變材料加熱、耐熱加熱器或熱泵加熱。這些加熱方法通常位于電池組或熱循環(huán)介質(zhì)的容器中。當(dāng)電池內(nèi)部加熱時，電池內(nèi)部的電化學(xué)物質(zhì)被交流電激發(fā)，從而使電池本身產(chǎn)生熱量。
改善鋰離子電池低溫性能的關(guān)鍵是改善電解質(zhì)的低溫性能。傳統(tǒng)商用鋰離子電池電解液在低溫下粘度會迅速增大。因此，改善鋰離子電池低溫性能的關(guān)鍵是改善電解液的低溫性能。
電解質(zhì)鹽是電解質(zhì)的重要組成部分之一，是獲得良好低溫性能的關(guān)鍵因素。目前商用的電解質(zhì)鹽為六氟磷酸鋰，SEI膜阻抗較大，低溫性能較差。因此，開發(fā)新型鋰鹽迫在眉睫。四氟硼酸鋰負離子半徑小，易締合，電導(dǎo)率低于LiPF6。
通過優(yōu)化SEI膜的組成和成膜條件，提高SEI膜的低溫離子電導(dǎo)率，有利于改善電池的低溫性能。因此，開發(fā)低溫性能優(yōu)異的成膜添加劑是目前的研究熱點。
低溫對鋰離子電池的影響
鋰離子電池作為綠色能源廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，但其低溫性能差，限制了其在航空、航天、軍事等特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。一般情況下，當(dāng)溫度下降到10℃時，鋰離子電池的放電容量和工作電壓都會下降。
稱為溫度對鋰離子電池的性能有非常重要的影響,當(dāng)溫度過低是由于電解液的粘度的增加,SEI膜阻抗增加,石墨陽極動力學(xué)性能差,會導(dǎo)致細胞電化學(xué)極化增加,大大降低了電池放電容量,比如買一輛汽車在23.9℃以下電動汽車能夠行駛105英里,略低于6.7℃至60英里左右。
同時，低溫充電非常危險，會導(dǎo)致鋰枝晶的生產(chǎn)，造成嚴重的安全問題。
低溫時，電解液粘度降低。隨著電導(dǎo)率的降低，活性物質(zhì)的活性也降低。增加電解液的濃度差，增加極化，提前停止充電。更重要的是，鋰離子在碳陰極擴散得更慢。鋰傾向于析出。隨著溫度下降，電極的反應(yīng)速率也隨之下降。
人們普遍認為，使用電解液添加劑是提高鋰離子電池性能最經(jīng)濟有效的途徑。
