低溫鋰電池內部加熱

與外部加熱相比，內部加熱具有更快的加熱速度和更高的升溫速率。因此，對鋰電池進行內部加熱的辦法也受到了廣泛的關注。但是，內部加熱的控制機制比較復雜，一些內部加熱方式仍然存在一定的安全風險。內部加熱辦法可分為兩類:自加熱和電流激勵。下表是幾種常用的內加熱方式的比較。

1.自動加熱辦法

從上表可以看出，自熱法在升溫速率上具有絕對優點。這種辦法是把一個鎳箔放在電池里面，然后把電池外面的極柱拉出來，通過外部電路來控制電池的加熱。實驗表明，電池在-30℃至0℃加熱時，該辦法的升溫速率可達60℃/min，僅消耗5.5%的能量。

為了減少電池內部的溫度梯度在加熱的過程中,可以加入更多的鎳箔的電池片內加熱,研究表明,電池內部加入鎳箔的兩塊電池從-20℃到0℃升溫速率新增到96℃/分鐘,能耗僅為2.9%,和單一一塊一塊倪在相同條件下加熱速度只能達到60℃/分鐘,要消耗4.1%的電力。由此可見，多片Ni芯片不僅可以有效降低電池內部的溫度梯度，還可以有效提高電池的升溫速度。

2.外電流勵磁法

該辦法可分為直流預熱法、交流預熱法和脈沖預熱法。

3.直流預熱辦法

該辦法是將直流放電電流直接施加到電池上，通過放電過程中出現的熱量對電池進行加熱。Qu等人證明，這種對18650電池進行預熱的辦法可以實現4.29℃/min的升溫速率(8、9.5和11A放電)。但是，為了滿足快速升溫的要求，這種辦法要使用大電流放電，此時電池具有較大的極化，因此會導致電池容量衰減率的新增。研究表明，在這種預熱模式下，電池的循環壽命可能只有81倍左右。

4.Ac預熱辦法

交流電加熱辦法是兩端施加交流電(ac)的電池,使用鋰電池內部阻抗電池加熱,因為交流電(ac)的方向的快速變化,以預防直流大電流放電的加熱過程失敗的電池容量,同時與直流加熱方式相比,通信的升溫速度更快，效率也更高。研究表明，新增交流電流，降低交流頻率，可以有效地提高交流加熱效率。

5.脈沖電流預熱法

脈沖電流預熱是利用鋰電池內部的大電流斷續放電和歐姆阻抗出現的熱量對鋰電池進行預熱的一種辦法。空氣預熱相比,脈沖放電的預熱方式可以實現更加統一的電池內溫度分布(溫度梯度小于2℃),有效降低電池內部溫度梯度的能力造成的故障問題,但這樣的電池預熱,要添加一個電池包內部放電電路,導致電池成本的新增,所以這種預熱方式目前仍停留在實驗室階段,沒有商業應用。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除