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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    低溫環境下會給鋰電池充電造成什么影響

    2021-04-25 ryder

    低溫環境下會給鋰電池充電造成什么影響?常規鋰電池的工作溫度是-20℃-60℃,采用特殊材料做的低溫鋰電池可以在-40℃高寒環境中放電。但是電壓和容量會降低。鋰離子電池低溫禁充電原由有可能導致不可逆損壞、加速金屬鋰沉積,穿刺隔膜。


    鋰電池通過Li+在正負極之間的遷移實現儲能和放電,然而Li+在正負極之間遷移受到溫度很大的影響,特別是低溫下由于正負極的動力學條件變差,以及電解液粘度上升,電導率下降等因素會導致鋰電池性能急劇下降,導致鋰電池低溫無法放電,更為嚴重的是低溫充電極易導致負極析鋰,不但會造成電池容量極速衰降,還會造成嚴重的安全隱患。


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    低溫鋰電池因具有質量輕,比能量高及壽命長等優勢得到廣泛使用,低溫鋰離子電池是一種采用特殊材料及工藝制成的,適合于零下的寒冷環境使用。一般都要求在-40度左右環境下正常工作,放電容量保持在80%以上,最低工作溫度可達到-50℃。


    低溫充電電池

    三元、磷酸鐵鋰體系

    -20℃低溫0.5C充電,且充放電循環300周以上;

    -40℃低溫0.2C充電,且充放電循環300周以上。


    低溫放電電池

    三元、磷酸鐵鋰體系

    -40℃高倍率5C繼續放電,80%以上容量保持率;

    -50℃低溫放電,75%以上容量保持率。


    低溫環境下會給鋰電池充電造成什么影響?


    低溫環境下鋰離子電池充電有一定的風險。因為隨著溫度的降低,石墨負極的動力學特性進步一變差,充電過程中,負極的電化學極化分明加劇,析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶,穿破隔膜并導致正負極短路。盡量避免鋰電池在低溫下充電。


    由于低溫,負極上嵌套的鋰電池會萌生離子結晶,筆直刺穿隔膜,一般情況下就造成微短路了影響壽命和性能,嚴重的可能爆炸!


    依據專家的研究:鋰離子電池短時間在低溫環境下使用,或者溫度不夠低的情況下,只會暫時影響鋰電池的電池容量,但不會造成永久傷害。但是如果長時間在低溫環境中使用,或者在-40℃超低溫環境中,鋰電池可能會被“凍壞”造成永久損害。


    鋰電池低溫使用存在容量低、衰減嚴重、循環倍率性能差、析鋰現象分明、脫嵌鋰不平衡等問題。然而,隨著使用范疇不斷拓展,鋰電池的低溫性能低劣帶來的制約愈加分明。在航空航天、特種設備、電動車等范疇,要求電池能在-40℃正常工作。因此,改善鋰電池低溫性質具有重大意義。


    對于鋰離子電池來說,目前業內尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內阻、放電平臺、壽命、容量等必然聯系,相關的計算公式和數學模型還在摸索階段。大體上,鋰離子電池對0-40℃這個區間的溫度并不敏感,然而一旦溫度超過這個區間,壽命和容量就會打折扣。


    不同材料鋰離子電池的低溫性能也有區別,今朝最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的,我們的產品在-10℃時放出容量為最大容量的89%,應當在業內已經是比較高的;在55℃下放出容量可達到95%,相對低溫的衰減還是比較少的。


    在低溫情況下對鋰電池充電,會在電池陽極表面析出金屬鋰,而且這個過程不可逆。這樣就會對電池造成永久損害,降低鋰離子電池的安全性。

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