溫度對(duì)動(dòng)力磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻特性有什么影響?
來(lái)源:存能電氣 日期:2019-01-18 11:08 瀏覽量:次
溫度對(duì)動(dòng)力磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻特性有什么影響?動(dòng)力磷酸鐵鋰電池的特性與環(huán)境溫度緊密相關(guān)。電池的容量特性、內(nèi)阻數(shù)值和荷電狀態(tài),開路電壓曲線是反映鋰電池基本性能的重要指標(biāo),也是參與鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。本文存能電氣小編聊聊溫度對(duì)磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻特性有什么影響。
溫度對(duì)動(dòng)力磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻特性有什么影響?
磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻作為衡量電池內(nèi)部導(dǎo)電離子和電子傳輸難易程度的主要參數(shù),直接決定著電池的功率特性,因而對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性有著重要影響。同時(shí),內(nèi)阻也決定著電池產(chǎn)熱量的大小,內(nèi)阻是電池產(chǎn)熱量估算的關(guān)鍵參數(shù)之一。
電動(dòng)汽車實(shí)際運(yùn)行的環(huán)境溫度范圍較廣,在不同溫度和工作狀態(tài)下,電池內(nèi)阻均不同。掌握電池內(nèi)阻與溫度、SOC和充放電倍率等的內(nèi)在關(guān)系,能夠更好地為電池產(chǎn)熱模型仿真和熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
動(dòng)力型磷酸鐵鋰電池在10、25和40℃下的溫度特性,結(jié)果表明,隨溫度上升,電池充放電過(guò)程的歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻均下降,且不同溫度下歐姆內(nèi)阻變化率高于極化內(nèi)阻變化率,低溫下歐姆內(nèi)阻變化率大于高溫下變化率。
本文存能電氣小編通過(guò)混合脈沖功率特性法(HPPC)對(duì)40Ah方形能量型磷酸鐵鋰電池的內(nèi)阻進(jìn)行了不同溫度下的測(cè)試實(shí)驗(yàn),詳細(xì)研究了電池在一20~40℃不同溫度下充放電過(guò)程中內(nèi)阻隨SOC的變化規(guī)律,并對(duì)導(dǎo)致該規(guī)律的原因進(jìn)行一定分析。
以方形40Ah電動(dòng)汽車用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池為研究對(duì)象,其中,正極材料為磷酸鐵鋰,未改性,作碳包覆;負(fù)極材料為高溫型中間相炭微球(MCMB1;電解液為鋰鹽電解質(zhì)和有機(jī)溶劑,隔膜為聚丙烯/聚乙烯(PP/PE);電池單體的參數(shù)如表1所示。電池充放電設(shè)備為ArbinEVTS動(dòng)力電池測(cè)試系統(tǒng)。恒溫箱為SETH.Z-040L超低溫調(diào)濕實(shí)驗(yàn)箱,為電池充放電實(shí)驗(yàn)提供恒定的環(huán)境溫度。
磷酸鐵鋰動(dòng)力電池參數(shù):
尺寸/:100x32xl80
最小放電電壓/V:2.5
最大充電電壓/v:3.8
最大充電電流/A:160
最大放電電流/A:200(1min)
工作溫度(充電)/℃:0~45
工作溫度(放電)/:-20~45
額定電壓/v:3.2
額定容量/Ah:40
質(zhì)量/g:1250
影響磷酸鐵鋰電池溫度有哪些因素?
1、生產(chǎn)環(huán)境:磷酸鐵鋰電池包做為一個(gè)化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品,其生產(chǎn)環(huán)境對(duì)溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求,如果沒有控制到位,電池品質(zhì)將出現(xiàn)波動(dòng)。
2、導(dǎo)電性差、鋰離子擴(kuò)散速度慢。高倍率充放電時(shí),實(shí)際比容量低,這個(gè)問(wèn)題是制約磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應(yīng)用,這是一個(gè)主要的問(wèn)題。
3、材料方面的影響,磷酸鐵鋰正極本身電子導(dǎo)電性比較差,另外比較容易產(chǎn)生極化,降低容量的發(fā)揮;負(fù)極這塊主要是低溫充電,因?yàn)樗鼤?huì)影響到安全性問(wèn)題;電解液這一塊,可能低溫下黏度會(huì)增大,鋰離子遷移阻抗會(huì)增大;第四個(gè)就是粘結(jié)劑,現(xiàn)這個(gè)對(duì)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(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域和溫度影響較大的應(yīng)用環(huán)境,需要對(duì)電池進(jìn)行熱管理(風(fēng)冷、液冷等)才能提高電池的使用效率,延長(zhǎng)電池系統(tǒng)使用壽命。
在新能源行業(yè)磷酸鐵鋰電池被看好,電池循環(huán)壽命可達(dá)到3000次左右,放電穩(wěn)定,被廣泛應(yīng)用在動(dòng)力電池和儲(chǔ)能等領(lǐng)域。磷酸鐵鋰電池?zé)岱逯悼蛇_(dá)350~500℃,工作溫度范圍寬廣(-20~+75℃),高溫(60℃)情況下仍可以放出100%容量。
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