淺述溫度對(duì)鋰電池的影響
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-29 20:21
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鋰離子電池主要有正極、隔膜、負(fù)極、電解液等幾部分構(gòu)成。溫度對(duì)鋰電池的影響，從溫度過高和過低兩個(gè)方面考慮。鋰離子電池工作原理本質(zhì)上是內(nèi)部正負(fù)極與電解液之間的氧化還原反應(yīng)，鋰離子電池溫度的高低直接影響其使用中的能量及功率性能。電動(dòng)知家了解到常規(guī)的鋰電池工作溫度在-20℃~-60℃之間，不過一般低于0℃后鋰電池性能就會(huì)下降，放電能力就會(huì)相應(yīng)降低，所以鋰電池性能完全的工作溫度，常見是0~40℃。而最佳事宜工作溫度約在10℃—30℃，過高或者過低的溫度都將會(huì)引起電池壽命的較快衰減。
02 溫度過高的影響
短期，溫度過高，鋰電池存在損壞以及熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。鋰電池負(fù)極SEI膜的溶解起始溫度在90℃左右（不同型號(hào)電芯有差別），一旦保護(hù)膜開始溶解，工作以外的自生熱過程就此開啟，電池進(jìn)入了熱失控預(yù)備階段。在這個(gè)短暫的時(shí)間窗口內(nèi)，不能有效降低電池溫度，熱失控就會(huì)發(fā)生。
長(zhǎng)期，長(zhǎng)時(shí)間工作在較高溫度狀態(tài)，即使沒有沖破隔膜溶解溫度，電池的老化過程也會(huì)被加劇。電化學(xué)反應(yīng)過程中，物質(zhì)活性隨著溫度的升高而變強(qiáng)。電池充放電的反應(yīng)過程更加活躍，表現(xiàn)為內(nèi)阻變小。同時(shí)，副反應(yīng)也跟著增強(qiáng)，正負(fù)極材料的溶解、電解液自身分解過程都會(huì)加劇。鋰電池長(zhǎng)期在過高溫度下運(yùn)行，壽命將受到嚴(yán)重影響。過高的溫度明顯的帶來容量的加速衰減。
02 溫度過低的影響
在低溫下電極表面活性物質(zhì)嵌鋰反應(yīng)速率減慢、活性物質(zhì)內(nèi)部鋰離子濃度降低，這將引起電池平衡電勢(shì)降低、內(nèi)阻增大、放電容量減少，極端低溫情況甚至?xí)霈F(xiàn)電解液凍結(jié)、電池?zé)o法放電等現(xiàn)象，極大的影響電池系統(tǒng)低溫性能，造成電動(dòng)汽車動(dòng)力輸出性能衰減和續(xù)駛里程減少。此外，在低溫環(huán)境下充電容易在負(fù)極表面形成鋰沉積，金屬鋰在負(fù)極表面積累會(huì)刺穿電池隔膜造成電池正負(fù)極短路，威脅電池使用安全，電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)低溫充電安全問題極大的制約了電動(dòng)汽車在寒冷地區(qū)的推廣。
在設(shè)計(jì)電池模塊排列時(shí)，若單體電池或者模組之間排列緊湊且沒有散熱和隔熱措施的話，電池組在充放電時(shí)溫度會(huì)急劇上升帶來嚴(yán)重的安全隱患?！∫虼藶榱颂岣哒囆阅芗皠?dòng)力電池的安全性，使電池組發(fā)揮最佳的性能和壽命，以及避免或抑制熱失控的發(fā)生，就需要優(yōu)化電池包的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)高溫和低溫的電動(dòng)汽車電池包熱管理系統(tǒng)BTMS。
