低溫鋰電池到底要如何加熱？

外部加熱法是今朝使用最為廣泛的一種加熱方法，首要是經過外部的熱源對電池進行加熱，首要特點是結構比較簡略，可是外部加熱功率較低，因而耗費的電能較多，一起也簡略在電池內部發生溫度梯度，然后導致電池內部衰降速度的不一致，影響鋰電池的運用壽數。

(1)液體預熱

比較于空氣，液體具有更高的熱導率和熱容，因而導熱功率更高，可是比較之下液體預熱體系的混亂程度更高。根據加熱的時分電池是不是與導熱液體觸摸，液體加熱可以分為兩大類：1)非觸摸式加熱;2)浸入式加熱。一個典型的液體預熱體系結構如下圖所示，今朝非觸摸式液體預熱體系現已使用在電動車之上，例如Volt選用了360V的加熱器為液體加熱，然后傳遞到電池之中，特斯拉也太用了液體預熱的方法為電池包加熱。

(2)空氣預熱

以空氣為介質的溫控體系由于結構簡略，本錢較低，因而廣泛的使用在電動車范疇，其根本工作原理如下圖所示，外界的空氣首先經過加熱體系升溫后在電扇的用途下進入到電池包之中，然后為電池加熱。一般來說，空氣預熱的方法可以完成0.5-3℃/min的升溫速度。氣流的速度和溫度會對空氣預熱的用途發生影響，相關研討標明進步氣流速度要比進步空氣溫度的用途愈加分明。一起進步空氣溫度也或許會在電池內部發生更為分明的溫度梯度，然后對電池壽數發生負面的影響。今朝該種預熱方法現已被使用的本田的Insight車型和豐田的普銳斯車型上，可是這種方法今朝仍舊存在很多的缺乏，例如噪音問題，功率問題等。

(3)相變資料預熱

無論是空氣預熱，還是液體預熱方法都要在電池內添加較為混亂的結構，例如管道、泵和加熱器等，會添加電池包的本錢和規劃難度。而相變資料為電池包的預熱供應了一種更為簡略的方法，這種方法首要是經過相變資料在相變進程中開釋或吸收的熱量完成為電池包加熱和冷卻的意圖，可是相變資料的熱導率通常比較低，不利于將熱量快速傳遞到電池上，為知道決這一問題，人們提出了參加碳納米管和金屬框架等方法，可是今朝這一方法還停留在實驗室階段，沒有得到踐行使用。

(4)電熱器預熱

除了上述的預熱方法外，咱們還可以經過電熱器為電池進行預熱。

二、內部加熱

比較于外部加熱，內部加熱有更快的加熱速度和更高的加熱速率，因而內部加熱方法對鋰電池進行預熱也得到了廣泛的關注，可是內部加熱的操控機理比較照較混亂，并且一些內加熱的方法還存在一定的安全隱患。內部加熱方法可以分為兩大類：自加熱和電流激起，下表為一些常見的內加熱方法的比照。

1、自加熱方法

從上表中可以看到自加熱方法在升溫速度上占有肯定的優點，這種方法是將一個Ni箔放入到電池內部，然后在電池外部引出極柱，經過外電路操控電池的加熱。實驗標明這種方法在將電池從-30℃加熱到0℃時的升溫速率可達60℃/min，而這一進程僅耗費5.5%的能量。

為了削減加熱進程中電池內部的溫度梯度，可以在電池內部參加多片Ni箔進行加熱，研討標明在電池內部參加兩片Ni箔可以將電池從-20℃到0℃的升溫速率進步到96℃/min，能量耗費僅為2.9%，而單片Ni片在相同的條件下的加熱速率僅可以到達60℃/min，且要耗費4.1%的電能。由此可見多片Ni片的方法不光可以完成有用的下降電池內部的溫度梯度，一起可以也可以有用的進步電池的加熱速度。

2、外部電流激起方法

這種方法可以分為直流電預熱法、交流電預熱法和脈沖預熱等幾種方法。

3、直流電預熱法

這種方法首要是筆直為電池施加一個直流的放電電流，經過放電進程中電池發生的熱量為電池加熱。Qu等人研討標明在18650電池上選用這種方法進行預熱，可以完成4.29℃/min的加熱速度(8、9.5和11A放電)。可是為了滿足快速升溫的要求，這種方法要選用大電流放電，此刻電池的極化較大，因而會導致電池容量衰降速度的添加，研討標明在這樣的預熱方法下電池或許僅有81次左右的循環壽數。

4、交流電預熱法

交流電加熱方法是在電池兩端施加一個交流電，使用鋰電池的內部阻抗完成為電池加熱，由于交流電的方向始終在快速改變，然后戒備了直流電大電流放電加熱進程形成的電池容量的衰降，一起比較于直流電加熱方法，交流方法的加熱速度更快，一起功率也更高。研討標明，經過進步交流電的電流，下降頻率可以有用的進步交流電加熱的功率。

5、脈沖電流預熱法

脈沖電流預熱法是經過不繼續的大電流放電的方法，經過鋰電池內部的歐姆阻抗發生的熱量，完成對鋰電池的預熱。比較于空氣預熱的方法，脈沖放電預熱的方法可以完成電池內部更為平均的溫度散布(溫度梯度小于2℃)，然后有用的削減由于電池內部溫度梯度形成的容量衰降問題，可是選用這種方法為電池進行預熱，要在電池包內添加一個放電回路，然后導致電池本錢的添加，因而今朝這種預熱方法還停留在實驗室階段，沒有有商業化的使用。

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