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        三元鋰電池耐低溫性能好嗎

        鉅大LARGE  |  點擊量:1171次  |  2023年03月07日  

        進入冬季以后,特別是北方的寒冷天氣給電動汽車的動力電池使用帶來了巨大影響。電池在零下40℃的低溫下仍然能正常工作,這在很大程度上取決于鋰電池是否能安全地度過溫度-40℃至零下30℃的特殊低溫環境。因此,要確保三元鋰電池在這一條件下也能安全工作,我們需要了解一下三元鋰電池的溫度特性和防護性能指標來進行綜合判斷。三元鋰電池在低溫環境下能否安全工作并不是一個非常重要的問題,而是一個相對較長的過程,需要進行一定程度的實驗,如充放電實驗、高溫試驗等。


        1、溫度


        溫度對鋰電池的使用和性能有非常大的影響,溫度過低會影響電池系統的穩定,增加熱失控的風險;溫度過高會加速電池熱分解并釋放出大量熱量造成電池短路,影響電池安全。鋰電池在低溫環境中的耐久性取決于在高溫下的性能和熱分解程度。雖然三元鋰電池在溫度低于-40℃時仍能正常工作,但由于低溫環境下的溫度變化速度快、影響范圍廣,導致三元鋰電池極易受到傷害并產生熱量傳遞到電解液和其他電化學元件進而引發安全問題。三元鋰電池較其他類型動力電池更為穩定的低溫特性受到了研究者們的關注與研究。目前,已有許多相關文獻提出了相應的解決方案來幫助人們更好地了解、分析三元鋰電池在特定低溫下的安全性和性能情況。這些研究工作將有助于人們了解鋰離子能源在低溫條件下所表現出來的特性,并進一步探索以改善該領域的性能問題并提高安全性和性能水平。


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        2、電壓


        在寒冷地區,由于溫度低易導致電池內部結構發生變化,從而導致電池的電壓發生變化,這對于日常生活中手機等移動電子設備來說可能就是致命的打擊。在不同溫度條件下,低電壓下三元鋰電池在充電過程中的電壓隨溫度升高,在低溫環境下其充電電流也會隨之增大,因而高電壓會導致電池容量下降,甚至引發電池溫度爆炸等事故。三元鋰電池放電電壓下降對電池的性能也有一定的直接影響。


        3、循環


        低溫環境下,電池放電時的內阻增加,但電壓升高有限,在一定條件下,內阻將導致循環次數減少,因此在極低溫時盡量不采用高溫模式。在充放電循環過程中,正負極材料將出現明顯的熱分解現象,所以需根據充放電實驗條件加以調整。實驗條件一般選擇室溫、恒流充放電、恒流放電電壓和溫度循環較長的電池壽命。通過實驗發現:在低溫條件下電池充電過程中電壓升高并不明顯;而在恒流充放電時電壓升高并不明顯;在恒流放電過程中電壓升高沒有明顯現象。


        4、發熱


        發熱是一種物理現象,就是電池在加熱條件下(一般溫度為25℃),電池內的鋰離子的自由運動與電池表面的溫度差產生的熱量有關。電池在充、放電過程中產生大量熱量需要散熱就會導致電池溫度升高,從而影響電池的性能,發熱與溫度升高會影響鋰離子的釋放和循環速率從而影響電池性能,尤其會影響電池壽命和安全性影響巨大,需要特別關注。目前國內外學者對電池發熱控制方法主要有三種:一種為以三元鋰電池為正極材料和負極材料的 BMS發熱試驗;另一種為在-25℃至-30℃內對電池進行升溫實驗;第三種為用恒溫加熱裝置對電池進行升溫試驗。


        5、安全性


        低溫下的安全特性主要取決于電池內部的結構。三元鋰電池內部的電芯經過結構設計,使其不容易發生電芯短路、放電等現象,進而保證了電池系統的安全裕度。此外,低溫條件下電芯經過較長時間充放電以后仍能正常放電,這也說明了低溫環境下的三元鋰電池在安全性上相對穩定。


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