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    发表时间/2021-01-18
  • 低温环境下锂电池容量缩减该如何应对

      低温影响磷酸铁锂的正负极、电解液、粘合剂等,比如磷酸铁锂阳极本身的电子电导率比较差,在低温环境下容易发生极化,从而降低电池容量;在低温的影响下,石墨的嵌锂率降低,金属锂容易沉淀在阴极表面。如果锂在充电后储存时间不足而投入使用,金属锂就不能再完全嵌入石墨中,部分金属锂继续存在于阴极表面,极有可能形成锂枝晶,影响电池安全性;在低温下,电解液的粘度会增加,锂离子的迁移阻抗也会增加;此外,在磷酸铁锂,胶粘剂的生产过程中也是一个关键因素,低温也会对胶粘剂的性能产生很大的影响。


         目前,磷酸铁锂电池是电动汽车中应用最广泛的电池。这种电池安全性高,电池寿命长,但磷酸铁锂有一个致命的缺点。磷酸铁锂电池的低温性能略差于其他技术系统。


      在所有环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大。电极/电解质界面的电化学反应与环境温度有关,电极/电解质界面被视为电池的心脏。在低温下,电解质的粘度降低。电导率降低,活性材料的活性也降低。会增加电解液浓度差,增强极化,提前终止充电。更重要的是,锂离子在碳负极中的扩散速度会更慢。容易析出锂。随着温度降低,电极的反应速率也降低。假设电池电压保持不变,放电电流减小,电池的功率输出也会减小。


      面对锂电池在低温下的有限使用,技术人员找到了应对策略,那就是充电预热。虽然是权宜之计,但对改善锂电池低温性能有明显效果。


      锂电池在低温环境下充电或使用前必须预热。电动汽车上的电池管理系统(BMS)可以对电池进行外部加热和内部加热两类加热。外部加热方式包括空气加热、液体加热、相变材料加热、热电阻加热器或热泵加热。这些加热方法通常位于电池组或热循环介质的容器中。当电池采用内热法加热时,电池内部的电化学物质被交流电激发,使电池本身产生热量。