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来源:网络 作者:昂佳科技 点击:次 2023-07-13 14:05:03
随着气候变化,锂电池在各种环境中的使用将越来越广泛。尽管锂电池在环境温度下具有非常高的性能,但它们在低温(0℃以下)下的性能也不理想。对于锂电池而言,温度变化不会影响其低温性能。然而,如果我们发现电池在低温条件下的充电率和循环时间显著降低,表现出较差的性能,我们必须注意锂电池在这种环境下是否有足够的安全保护措施。
1.在低温下充电会消耗更多的能量。 低温条件下充电,温度越低,电池内部电阻就越大,为此内部温度越低,电芯的电化学活性就越低。同时,当温度较低时,电池内温度的分布就会趋于均匀性,内部的能量就会集中于内部,因而内部温度越低,电池容量越小。随着电池内部温度逐步降低,随着电芯内部温度逐步升高,电芯内部结构发生了变化。在电池容量降低时,铁锂电池内部结构发生了变化。但是,这种变化不会影响电池整体温度,因为电池内部仍有注定的温度变化范围。为此铁锂电池内部温度变化不会影响其在-15℃时的性能,这意味着铁锂电池在-20℃时是安全的。
2.温度升高后,由于电解液发生变化从而致使内阻增加,也会致使容量衰减。 在高倍率下,当 Li+的浓度增加时, Li+将在正极表面上被溶解,从而致使负极表面阻抗的增加。当 Li+的浓度降低时,当 Li+与电解液中氧的相互作用增加时,会致使活性物质产生溶解。为此,在低温条件下电解液中溶解了氧气。氧气将致使活性物质的溶解速度加快并且对活性物质具有更高的溶解速率。为此,低温条件下电解液中溶解了大量 Li+会致使活性物质无法进行有效溶解。在这种情况下,温度升高将致使锂电池容量衰减。
3.低温条件下,锂电池内阻增加致使能量损失增加。 在低温条件下,锂电池的工作电压降低,在某些温度条件下,锂电池会发生“热失控”。锂电池在工作时会产生大量的热量,当温度低于32℃时,这些热量会被电池中的水分带走,从而致使锂电池中的电解液中析出大量水分,这将致使锂电池工作时温度升高,从而致使工作电压降低并出现“热失控”现象。当锂电池中加入更多水分时,就会产生更多的热量并产生更多热量产生膨胀和收缩。当这种膨胀和收缩致使锂电池内部压力增加时,锂电池的放电电流将减少或一切停止并降低电池在低温环境下的循环年限。
4.低温环境下,电芯内部的电解液容易分解挥发,致使容量衰减,当温度升高时,容量还会继续衰减。 对于镍氢电池而言,其本身的容量衰减并没有很明显,但要是电池的低温性能表现出现了明显降低,那么对这种电池的运用来说,则必须格外留意。一旦发现电池在低温环境下容量存在明显衰减,应马上采取相应措施,防止其容量进一步下降。例如:在电池运用时对电芯进行加热和冷却是非常必要的;如电池温度过高或过低时,电池内部会产生大量挥发性物质,而这些挥发物又会对电池产生不利影响。为此,应马上对电池进行加热并采取必要防冻措施。另外,随着时间和温度不断变化,应马上对电芯进行低温环境下的安全防护。因为低温条件下,在电池内部会产生大量的挥发性物质甚至造成安全隐患。
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