技術(shù)頻道

娓娓工業(yè)
您現(xiàn)在的位置: 中國傳動網(wǎng) > 技術(shù)頻道 > 技術(shù)百科 > 造成鋰電池低溫性能差的原因有什么?

造成鋰電池低溫性能差的原因有什么?

時間:2024-06-04 13:19:36來源:鉅大LARGE

導(dǎo)語:?鋰離子電池重要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液組成。處于低溫環(huán)境的鋰離子電池存在著放電電壓平臺下降、放電容量低、容量衰減快、倍率性能差等特點(diǎn)。

  1.低溫下電解液的粘度增大,電導(dǎo)率降低;

  2.電解液/電極界面膜阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗增大;

  3.鋰離子在活性物質(zhì)本體中的遷移速率降低.由此造成低溫下電極極化加劇,充放電容量減小。

  總的來說,影響電池高溫、低溫的因素可以概括為:電解液的電導(dǎo)率、界面阻抗、SEI膜等,這些因素綜合用途在一起,影響了電池的性能。

  另外,低溫充電過程中尤其是低溫大倍率充電時,負(fù)極將出現(xiàn)鋰金屬析出與沉積,沉積的金屬鋰易與電解液發(fā)生不可逆反應(yīng)消耗大量的電解液,同時使SEI膜厚度進(jìn)一步新增,導(dǎo)致電池負(fù)極表面膜的阻抗進(jìn)一步增大,電池極化再次增強(qiáng),最將會極大破壞電池的低溫性能、循環(huán)壽命及安全性能。

  低溫條件下,鋰離子電池的有效放電容量和有效放電能量都會有明顯的下降,同時其在低于-10℃的環(huán)境下幾乎不可充電,這嚴(yán)重制約著鋰離子電池的應(yīng)用。

  鋰離子電池重要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液組成。處于低溫環(huán)境的鋰離子電池存在著放電電壓平臺下降、放電容量低、容量衰減快、倍率性能差等特點(diǎn)。制約鋰離子電池低溫性能的因素重要有以下幾點(diǎn):

  ◆正極結(jié)構(gòu)

  正極材料的三維結(jié)構(gòu)制約著鋰離子的擴(kuò)散速率,低溫下影響尤其明顯。鋰離子電池的正極材料包括商品化的磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、鈷酸鋰等,也包括處于開發(fā)階段的高電壓正極材料如鎳錳酸鋰、磷酸鐵錳鋰、磷酸釩鋰等。不同正極材料具有不同的三維結(jié)構(gòu),目前用作電動汽車動力鋰電池的正極材料重要是磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元材料和錳酸鋰。吳文迪等研究了磷酸亞鐵鋰離子電池與鎳鈷錳三元電池在-20℃的放電性能,發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池在-20℃的放電容量只能達(dá)到常溫容量的67.38%,而鎳鈷錳三元電池能夠達(dá)到70.1%。杜曉莉等發(fā)現(xiàn)錳酸鋰離子電池在-20℃的放電容量可以達(dá)到常溫容量的83%。

  ◆高熔點(diǎn)溶劑

  由于電解液混合溶劑中存在高熔點(diǎn)溶劑,鋰離子電池電解液在低溫環(huán)境下黏度增大,當(dāng)溫度過低時會發(fā)生電解液凝固現(xiàn)象,導(dǎo)致鋰離子在電解液中傳輸速率降低。

  ◆鋰離子擴(kuò)散速率

  低溫環(huán)境下鋰離子在石墨負(fù)極中的擴(kuò)散速率降低。向宇系統(tǒng)研究了石墨負(fù)極對鋰離子電池低溫放電性能的影響,提出低溫環(huán)境下鋰離子電池的電荷遷移阻抗增大,導(dǎo)致鋰離子在石墨負(fù)極中的擴(kuò)散速率降低是影響鋰離子電池低溫性能的重要原因。

  ◆SEI膜

  低溫環(huán)境下,鋰離子電池負(fù)極的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大導(dǎo)致鋰離子在SEI膜中的傳導(dǎo)速率降低,最終鋰離子電池在低溫環(huán)境下充放電形成極化降低充放電效率。

  ◆總結(jié)

  目前多因素影響著鋰離子電池的低溫性能,如正極的結(jié)構(gòu)、鋰離子在電池各部分的遷移速率、SEI膜的厚度及化學(xué)成分以及電解液中鋰鹽和溶劑的選擇等。

  低溫性能限制了鋰離子電池在電動汽車領(lǐng)域、特種領(lǐng)域及極端環(huán)境中的應(yīng)用,開發(fā)低溫性能優(yōu)異的鋰離子電池是市場的迫切需求。


標(biāo)簽: 鋰電池

點(diǎn)贊

分享到:

上一篇:基于PLC的自動化控制系統(tǒng)在污...

下一篇:磷酸鐵鋰離子電池如何正確使...

中國傳動網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。

網(wǎng)站簡介|會員服務(wù)|聯(lián)系方式|幫助信息|版權(quán)信息|網(wǎng)站地圖|友情鏈接|法律支持|意見反饋|sitemap

傳動網(wǎng)-工業(yè)自動化與智能制造的全媒體“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新服務(wù)平臺

網(wǎng)站客服服務(wù)咨詢采購咨詢媒體合作

Chuandong.com Copyright ?2005 - 2024 ,All Rights Reserved 深圳市奧美大唐廣告有限公司 版權(quán)所有
粵ICP備 14004826號 | 營業(yè)執(zhí)照證書 | 不良信息舉報中心 | 粵公網(wǎng)安備 44030402000946號