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低温锂电池的特点和使用优势?

2021-11-13

低温锂电池的特点和使用优势?
低温锂电池
低温充电或放电对电池有不可逆的影响,导致容量下降和严重的安全问题。长期在超低温(-20oC)下存放会对电池造成不可逆转的损坏并降低电池容量。
1、低温锂电池充放电过程
锂离子电池正极一般为三元(NCM)、磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO),负极为石墨(Gr)。充电时,锂离子离开正极板栅,穿过电解质膜,到达负极,并嵌入石墨层之间。可以理解,放电时,它从石墨负极层之间退出,返回正极晶格。
低温会降低分子的流动性,减慢整体反应速度和材料转移过程。电池最大的减速是石墨(负极)层和正极网格传输。结果,大量的锂积聚在电极和电解质之间的界面处。如果锂离子在充电过程中不能被推入石墨层,它们会直接在负极表面获得电子,变成金属锂,并在锂枝晶中积累。放电时,锂离子压在正极板栅表面,正极更容易爆裂。
2、低温充电导致锂生成,安全问题严重
普通电池充电时,锂离子有规律地进入石墨层,发生插层反应。但在低温充电时,如果锂离子不能被推入石墨层,则直接在负极表面获得电子,变成金属锂,发生转化反应(反应电位低于嵌入)。可以理解,该反应不太可能发生,但插层反应物难以扩散,低温下容易发生转化反应),并在锂枝晶中积累。我们在初中化学中了解到,金属锂非常活泼,可以与电解质快速反应,生成的材料是不可逆的,造成容量损失。此外,金属锂的持续增长很容易穿透隔膜并连接到正极,造成内部短路,从而导致严重的安全事故。
3、低温放电引起正极颗粒爆裂
低温放电时,锂离子被压在正极板栅表面,更容易造成正极活性颗粒爆裂。一方面,导致正极活性物质损失,导致容量损失。此外,正极上析出的过渡金属元素迁移到负极表面,转变为金属颗粒,诱发锂沉积。
4、冷库降低电池容量
近日,有研究人员发现电池低温放置48小时,室温放置,然后进行容量测试。长时间放置在低温下的电池在慢充(慢速充电)时会下降 3.2%,但可以看到下降幅度高达 6%。高速充电和放电时(快速充电)。
低温储存导致容量下降的原因如下。 1)低温加剧了正极的破裂。 2)低温可能导致正极颗粒旋转并与粘合剂分离,失去其电化学活性。
5、电池加热策略
目前,有电池加热策略,无论是储能电站电池还是电动汽车。例如,储能发电厂通常由空调或热泵加热。电动汽车通常在电池舱内有一个加热器,用于整体绝缘。