
影響鋰離子電池低溫性能的因素有哪些?
發(fā)布時(shí)間:2018-11-02 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】隨著鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)及軍工領(lǐng)域應(yīng)用的迅速發(fā)展,其低溫性能不能適應(yīng)特殊低溫天氣或極端環(huán)境的缺點(diǎn)也愈發(fā)明顯。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(huì)有明顯的下降,同時(shí)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。
鋰離子電池主要由正極材料、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(tái)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主要有以下幾點(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(kāi)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(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的正極材料主要是磷酸鐵鋰、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(guò)低時(shí)會(huì)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(duì)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(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域、軍工領(lǐng)域及極端環(huán)境中的應(yīng)用,開(kāi)發(fā)低溫性能優(yōu)異的鋰離子電池是市場(chǎng)的迫切需求。
推薦閱讀:
室內(nèi)空氣盒子產(chǎn)品中傳感器應(yīng)用
特別推薦
- 差分振蕩器設(shè)計(jì)的進(jìn)階之路:性能瓶頸突破秘籍
- 電感技術(shù)全景解析:從基礎(chǔ)原理到國(guó)際大廠選型策略
- 線繞電感技術(shù)全景:從電磁原理到成本革命
- 新思科技:通過(guò)EDA和IP助力中國(guó)RISC-V發(fā)展
- 安謀科技CEO陳鋒:立足全球標(biāo)準(zhǔn)與本土創(chuàng)新,賦能AI計(jì)算“芯”時(shí)代
技術(shù)文章更多>>
- 360采購(gòu)幫開(kāi)店流程詳解:解鎖AI廠長(zhǎng)分身,實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)獲客
- 國(guó)產(chǎn)替代加速!工字型電感頭部原廠性能成本終極對(duì)決
- 告別拓?fù)渫讌f(xié)!四開(kāi)關(guān)μModule穩(wěn)壓器在車(chē)載電源的實(shí)戰(zhàn)演繹
- 多相并聯(lián)反激式轉(zhuǎn)換器:突破百瓦極限的EMI優(yōu)化設(shè)計(jì)
- 中斷之爭(zhēng)!TI TCA6424對(duì)決力芯微ET6416:國(guó)產(chǎn)GPIO芯片的逆襲
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索
Audience
Avnet
BOM
Broadcom
BTG可控硅
CCD
CEVA
Cirrus Logic
CNR
CPU
CPU使用率高
Cree
DC/AC電源模塊
dc/dc
DC/DC電源模塊
DDR2
DDR3
DIY
DRAM
DSP
DSP
D-SUB連接器
DVI連接器
EEPROM
Element14
EMC
EMI
EMI濾波器
Energy Micro
EPB