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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    影響磷酸鐵鋰電池溫度的原由有哪些?

    2021-04-26 ryder

    1、加工環境:磷酸鐵鋰電池組做為一個化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產品,其加工環境對溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求,倘若沒有控制到位,電池品質將出現波動。


    2、導電性差、鋰離子擴散速度慢。高倍率充放電時,實際比容量低,這個問題是制約磷酸鐵鋰電池產業發展的一個難點。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的使用,這是一個緊要的問題。


    3、材料方面的影響,磷酸鐵鋰正極本身電子導電性比較差,另外比較容易出現極化,降低容量的發揮;負極這塊緊要是低溫充電,因為它會影響到安全性問題;電解液這一塊,可能低溫下黏度會增大,鋰離子遷移阻抗會增大;第四個就是粘結劑,現這個對電池的低溫性能影響也是比較大的。


    磷酸鐵鋰電池受溫度影響很大,在以動力鋰離子電池使用范疇和溫度影響較大的使用環境,要對電池進行熱管理(風冷、液冷等)才能提高電池的使用效率,延長電池系統使用壽命。

    磷酸鐵鋰電池充電是鋰離子從正極脫出經過電解液遷移嵌入負極材料的過程,鋰離子向負極聚合,由六個碳原子俘獲一個鋰離子。在低溫下,化學反應活性降低,同時鋰離子遷移變慢,在負極表面的鋰離子還沒有嵌入到負極中已經先還原成金屬鋰,并在負極表面沉淀析出形成鋰枝晶,這容易刺穿隔膜造成電池內短路,進而損壞電池,造成安全事故。


    磷酸鐵鋰電池在0~-20℃溫度下,放電容量分別相當于25℃溫度下放電容量的88.05%、65.52%和38.88%;放電均勻電壓依次為3.134、2.963V和2.788V,一20℃放電均勻電壓比25℃時降低了0.431V。從上述分解可知,隨著溫度的降低,鋰電池的放電均勻電壓和放電容量均有所降低,尤其當溫度為-20℃時,電池的放電容量和放電均勻電壓下降較快。


    低溫對磷酸鐵鋰電池的正負極、電解液和粘接劑等都存在影響。比如,磷酸鐵鋰電池正極本身電子導電性比較差,低溫環境下容易出現極化,從而降低電池容量;受低溫影響,石墨嵌鋰速度降低,容易在負極表面析出金屬鋰,倘若充電后擱置時間不足而投入使用,金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內部,部分金屬鋰繼續存在負極的表面,極有可能形成鋰枝晶,影響電池安全。

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