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低溫環(huán)境下為什么不能給鋰離子電池充電

來源:存能電氣  日期:2019-08-23 11:18  瀏覽量:

  低溫環(huán)境下為什么不能給鋰離子電池充電?鋰離子電池不能處于過低的溫度。在過低的溫度下,電池中的鋰發(fā)生沉積造成內(nèi)部短路。簡(jiǎn)單地說,在低溫環(huán)境下,并不是鋰電池真的沒電了,而是有電卻不能正常釋放出來。普通的鋰電池在零攝氏度時(shí),其容量會(huì)減少20%,當(dāng)達(dá)到零下10攝氏度時(shí),容量可能只有一半左右。

鋰離子電池充電.jpg

  低溫環(huán)境下為什么不能給鋰離子電池充電?

  鋰離子電池大部分材料如隔膜、電解液等都是有機(jī)材料,熔點(diǎn)沸點(diǎn)較低,如果溫度過高電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生一些負(fù)面的化學(xué)反應(yīng),嚴(yán)重影響電池壽命甚至安全性能。

  低溫條件下鋰離子電池關(guān)鍵材料正極、負(fù)極、電解液等電導(dǎo)率降低,導(dǎo)致導(dǎo)電性能下降,會(huì)嚴(yán)重影響鋰電池壽命。

  對(duì)于鋰電池來說,目前業(yè)內(nèi)尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內(nèi)阻、放電平臺(tái)、壽命、容量等必然聯(lián)系,相關(guān)的計(jì)算公式和數(shù)學(xué)模型還在摸索階段。大體上,鋰電池對(duì)0-40℃這個(gè)區(qū)間的溫度并不敏感,然而一旦溫度超過這個(gè)區(qū)間,壽命和容量就會(huì)打折扣。

  做過很多實(shí)驗(yàn),不同材料鋰電池的低溫性能也有區(qū)別,現(xiàn)在最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的,我們的產(chǎn)品在-10℃時(shí)放出容量為最大容量的89%,應(yīng)該在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是比較高的;在55℃下放出容量可達(dá)到95%,相對(duì)低溫的衰減還是比較少的。這還是送檢產(chǎn)品,大家懂的,質(zhì)量相對(duì)流水線正常產(chǎn)品要高很多。

  低溫保護(hù)就是在氣溫過低的情況下,鋰離子電池中的金屬鋰會(huì)產(chǎn)生沉積現(xiàn)象,不再和物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而發(fā)生電池內(nèi)部短路的情況。

  由于鋰離子電池的工作原理是內(nèi)部的電解質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)的變化,在正負(fù)極出現(xiàn)電勢(shì)差從而產(chǎn)生電流。在低溫環(huán)境下電解質(zhì)移動(dòng)得相當(dāng)慢,從而影響鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移活性,導(dǎo)致電池充放電性能下降。

  有人反映冬天鋰離子電池充電充不進(jìn)去,部分帶了鋰電池管理系統(tǒng)的是由于產(chǎn)品保護(hù)了,還有的他就是由于質(zhì)量問題充不進(jìn)去的。

  鋰電池在冬天使用時(shí)間是必然比夏天短的。在此提醒大家,鋰電池在冬天最好不要充電。由于低溫,負(fù)極上嵌套的鋰離子會(huì)產(chǎn)生離子結(jié)晶,直接刺穿隔膜,一般情況下就造成微短路了影響壽命和性能,嚴(yán)重的可能爆炸!

  鋰電池在低溫環(huán)境下的影響

  低溫對(duì)磷酸鐵鋰電池的正負(fù)極、電解液和粘接劑等都存在影響。比如,磷酸鐵鋰正極本身電子導(dǎo)電性比較差,低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化,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(fù)極表面析出金屬鋰,如果充電后擱置時(shí)間不足而投入使用,金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內(nèi)部,部分金屬鋰持續(xù)存在負(fù)極的表面,極有可能形成鋰枝晶,影響電池安全;

  低溫下,電解液黏度會(huì)增加,鋰離子遷移阻抗也會(huì)隨之增大;此外,在磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝中,粘接劑也是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素,低溫對(duì)粘接劑的性能也會(huì)產(chǎn)生較大影響。

  低溫環(huán)境下,電池充電有一定的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)殡S著溫度的降低,石墨負(fù)極的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)步一變差,充電過程中,負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇,析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶,穿破隔膜并導(dǎo)致正負(fù)極短路。

  總結(jié):在低溫環(huán)境下,存在電池充電風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)盡量避免在低溫下為鋰離子電池充電。隨著的技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,鋰電池在低溫環(huán)境下將有進(jìn)一步的突破。

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