詳解溫度對鋰電池的影響
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-31 11:16
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鋰離子電池主要有正極、隔膜、負極、電解液等幾部分構(gòu)成。溫度對鋰電池的影響，從溫度過高和過低兩個方面考慮。鋰離子電池工作原理本質(zhì)上是內(nèi)部正負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。常規(guī)的鋰電池工作溫度在-20℃~-60℃之間，不過一般低于0℃后鋰電池性能就會下降，放電能力就會相應(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引起電池壽命的較快衰減。
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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。鋰電池負極SEI膜的溶解起始溫度在90℃左右（不同型號電芯有差別），一旦保護膜開始溶解，工作以外的自生熱過程就此開啟，電池進入了熱失控預(yù)備階段。在這個短暫的時間窗口內(nèi)，不能有效降低電池溫度，熱失控就會發(fā)生。
長期，長時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。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，副反應(yīng)也跟著增強，正負極材料的溶解、電解液自身分解過程都會加劇。鋰電池長期在過高溫度下運行，壽命將受到嚴重影響。過高的溫度明顯的帶來容量的加速衰減。
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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，造成電動汽車動力輸出性能衰減和續(xù)駛里程減少。此外，在低溫環(huán)境下充電容易在負極表面形成鋰沉積，金屬鋰在負極表面積累會刺穿電池隔膜造成電池正負極短路，威脅電池使用安全，電動汽車電池系統(tǒng)低溫充電安全問題極大的制約了電動汽車在寒冷地區(qū)的推廣。
在設(shè)計電池模塊排列時，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，電池組在充放電時溫度會急劇上升帶來嚴重的安全隱患。 因此為了提高整車性能及動力電池的安全性，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)計能夠適應(yīng)高溫和低溫的電動汽車電池包熱管理系統(tǒng)BTMS。
