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    電池知識

    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    你了解是哪些因素決定了電池在低溫環境下的電流輸出嗎?

    2021-04-25 ryder

    鋰離子電池功率及低溫特性受哪些因素影響?


    在溶劑方面,羧酸酯溶劑可以顯著提高電池的低溫性能,尤其是在-30℃以下的溫度下,羧酸酯類溶劑的性能顯著優于碳酸酯類溶劑。但羧酸酯類溶劑對負極SEI具有一定的破壞作用。比如常用的羧酸酯溶劑EP,用在磷酸鐵鋰離子電池上,低溫放電平臺有分明提高,但高溫儲存性能和循環性能會顯著下降,該溶劑對負極的SEI有分明破壞作用,目前來看并不適合作為動力電池的溶劑。


    對于輕混及微混車來說,由于對功率特性及低溫特性的要求很高,采用大量低粘度的線性碳酸酯(DMC和EMC)是目前的必然選擇。


    主要由于EMC的粘度高于DMC且介電常數低于DMC,因此用EMC替代部分DMC會增加電池在常溫下的DCIR,但是一定量的EMC取代DMC后能夠提高電池的低溫性能,其原由可能是由于EMC與鋰離子的溶劑化作用弱,降低了低溫下脫溶劑化這一步的活化能。


    而環狀碳酸酯(EC和PC)由于介電常數高且粘度大,在電解液中的含量需要綜合考慮室溫功率特性和低溫性能來確定。如下圖所示,溶劑配比的選擇是一個平衡的藝術。


    新宙邦石橋試驗:鋰離子電池功率及低溫特性受哪些因素影響?


    同時,鋰鹽濃度對功率特性和低溫性能也有一定的影響,且存在一個最優的量,需要依據詳盡情況來優化。


    在添加劑方面,其對SEI和CEI的特性有非常顯著的影響,對電池的功率特性和低溫性能的影響也是非常大的。


    目前,添加劑對阻抗的影響有三種典型的類型:一是很多優良的正負極成膜添加劑會顯著增大界面阻抗,如最常用的性能優異的正負極成膜添加劑VC和PS都會分明增加正負極的界面阻抗;二是一些特殊的成膜添加劑在一定情況下可以降低界面阻抗,如DTD;三是一些鋰鹽型添加劑可以顯著降低界面阻抗,如SCT97。詳情請看下圖。

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