
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)汽車領(lǐng)域、軍工領(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。
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
- 智能設(shè)備的“耳朵”:MEMS麥克風(fēng)技術(shù)與選型指南
- 南芯科技SC6258XQ發(fā)布:以ASIL-D安全等級(jí)重新定義車載MCU供電
- 破解光纖資源瓶頸:Coherent高意推出業(yè)界首款雙激光100G ZR相干光模塊
- 如何選擇蜂鳴器?壓電與電磁的全面對(duì)比
- 投影光源技術(shù)革新:艾邁斯歐司朗推出首款單源集成激光器PLPM7_455QA
技術(shù)文章更多>>
- 投影光源技術(shù)革新:艾邁斯歐司朗推出首款單源集成激光器PLPM7_455QA
- 如何選擇蜂鳴器?壓電與電磁的全面對(duì)比
- 神眸進(jìn)駐全球首家人工智能6S店,共創(chuàng)智能守護(hù)新未來
- 智能設(shè)備的“耳朵”:MEMS麥克風(fēng)技術(shù)與選型指南
- 振動(dòng)器核心技術(shù)突破:國產(chǎn)驅(qū)動(dòng)IC的挑戰(zhàn)與機(jī)遇
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
時(shí)鐘IC
世強(qiáng)電訊
示波器
視頻IC
視頻監(jiān)控
收發(fā)器
手機(jī)開發(fā)
受話器
數(shù)字家庭
數(shù)字家庭
數(shù)字鎖相環(huán)
雙向可控硅
水泥電阻
絲印設(shè)備
伺服電機(jī)
速度傳感器
鎖相環(huán)
胎壓監(jiān)測
太陽能
太陽能電池
泰科源
鉭電容
碳膜電位器
碳膜電阻
陶瓷電容
陶瓷電容
陶瓷濾波器
陶瓷諧振器
陶瓷振蕩器
鐵電存儲(chǔ)器