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分析低温对锂离子电池的影响以及业界的研发进展情况
分析低温对锂离子电池的影响以及业界的研发进展情况
  • 发布时间:2020-12-15 16:08

分析低温对锂离子电池的影响以及业界的研发进展情况

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锂离子电池低温性能突破不怕天冷!


充满能量的锂离子电池已经进入休眠状态,给新能源汽车和数字产品的用户带来了问题。今天的文章重要关注低温对锂离子电池的影响和行业的发展。


锂离子电池低温性能持续突破严寒天气?!


天很冷,原本充满能量的锂离子电池,容量将会打折,锂离子电池似乎进入休眠状态,这给新能源汽车和数字产品用户带来很多麻烦。今天的文章重要关注低温对锂离子电池的影响和行业的发展。


锂离子电池最怕低温?


在美国汽车协会(Americanautomobileassociation)进行的测试中,电动汽车的行驶里程从75度的105英里(约合105公里)下降到20度的43英里(约合43公里),降幅高达60%。电池有点像人。当天气变冷时,它们就不那么活跃了。铅电池、锂离子电池和燃料动力电池都受到低温的影响,但程度不同。


以磷酸铁锂离子电池为例,它是电动客车中最常用的电池。该电池安全性高,单体寿命长,但低温性能略低于其他技术系统。低温对磷酸铁锂的正极和负极电解液及粘结剂有一定的影响。如磷酸铁锂正极导电性差,低温易极化,降低了电池容量。在低温的影响下,石墨的包埋速度降低,容易在负极表面析出金属锂。假如充电后由于时间不足而投入使用,金属锂无法重新嵌入石墨中。低温下,电解液粘度增大,锂离子的迁移阻抗增大。另外,在磷酸铁锂的生产过程中,粘接剂也是一个非常关键的因素,低温会对粘接剂的性能出现较大的影响。


同样,钛酸锂离子电池具有优异的耐低温性能。具有尖晶石结构的钛酸锂正极材料嵌入的锂电位约为1.5V,不会形成锂枝晶。充放电时的体积应变小于1%。纳米钛酸锂离子电池可实现大电流充放电,实现低温快速充电,保证电池的耐用性和安全性。以钛酸锂离子电池为主的银龙新能源,充放电能力在-50-60℃正常。


虽然石墨负极锂离子电池可以在-40c的温度下充电,但在-20c或更低的温度下进行常规的电流充电比较困难,这是一个行业正在积极探索的领域。


低温锂离子电池在行业中的探索


行业内的公司和科研机构正在探索和解决电池的低温电阻问题,重点对现有的正极和负极材料技术进行改进,通过提高电池的局部环境温度,为电池的低温工作创造条件。


目前,电池材料正向纳米方向发展,材料的尺寸、电阻以及AB面轴的长度都会影响电池的低温特性。采用三种工艺制备磷酸铁锂,并采用不同的工艺对其进行纳米化和包覆。结果表明,表面轴长度的新增使得锂离子迁移通道增大,有利于提高电池的倍增器性能。从这三种工艺所得到的材料来看,层间距大的颗粒石墨的体阻抗和离子迁移阻抗相对较小。在电解质方面,wotma通过使用一种基于固定溶剂体系的低温添加剂和锂盐,将放电容量从85%提高到90%。据了解,早在2016年底,watma就已经实现了-20、-30、-40℃的环境,0.5c充电恒流比62.9%,-20℃放电94%。目前,低温电池已在内蒙古和东北地区广泛推广。


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