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鋰電池知識

電池知識

鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

鋰電池最怕的是低溫?

2021-02-03 ryder

隨著天氣變冷,原本充滿能量的鋰電池要降低容量。鋰電池似乎進入了冬眠狀態,這給新能源汽車和數字產品的用戶帶來了很多麻煩。今天這篇文章關注的話題,就是低溫對鋰電池的影響和行業的發展。


鋰電池最怕低溫?


在美國汽車協會(Americanautomobileassociation)進行的測試中,一輛電動車在華氏75度時的行駛里程為105英里,在華氏20度時的行駛里程為43英里,降幅高達60%。電池與人類的相似之處在于,當氣候變冷時,電池的活性降低,鉛電池、鋰電池和燃料動力電池都不同程度地受到低溫的影響。


磷酸鐵鋰電池為例,這種電池在電動巴士上使用得最多。該電池安全性高,單體壽命長,但低溫性能略差于其他技術系統。低溫對磷酸鐵鋰的正極和負極電解液及粘結劑有一定的影響。例如磷酸鐵鋰正極的導電性較差,在低溫下容易極化,降低了電池容量。在低溫的影響下,鋰在石墨中的包埋速度降低,負極的出現使鋰與金屬簡單分離。假如充電后使用的時間不足,不能投入使用,鋰就不能重新嵌入石墨中。在低溫條件下,電解液的粘度會新增,鋰離子的去除阻抗也會新增。另外,在磷酸鐵鋰的加工過程中,粘接劑也是一個非常關鍵的元素,低溫會對粘接劑的功能出現較大的影響。


同樣的鋰電池,鈦酸鋰電池的耐低溫性更好。尖晶石結構的鈦酸鋰陰極數據嵌入了約1.5V的鋰電勢,不會形成鋰枝晶,充放電過程中體積應變小于1%。納米鈦酸鋰電池可大電流充放電,低溫快速充電,保證了電池的耐用性和安全性。以鈦酸鋰電池為主營業務的銀龍新能源,可在-50-60℃正常充放電。


雖然石墨負極鋰電池可以在-40c的溫度下充電,但在-20c或更低的溫度下進行常規的電流充電比較困難,這是一個行業正在積極探索的領域。


低溫鋰電池的工業研究


行業公司和科研機構探索和解決的問題電池的低溫電阻功能,專注于技術的改進現有的陽極和陰極的數據,以及當地環境溫度的提高電池的電池在低溫工作創造條件。


目前,電池數據都是納米級的,數據的大小、電阻、AB面軸的長度都會影響電池的低溫特性。摘要以磷酸鐵鋰為原料,通過三種不同的工藝制備了磷酸鐵鋰材料,并通過不同的工藝選擇了納米級和涂覆層,得到了滿意的結果。AB面軸長度的新增使得鋰離子去除通道變大,有利于電池倍增器功能的改善。從三種工藝得到的數據來看,大層間距石墨的體阻抗和離子遷移阻抗相對較小。在電解液方面,wotma在固定溶劑體系和鋰鹽的基礎上,采用低溫添加劑使放電容量從85%提高到90%。據知道,早在2016年底,在-20℃、-30℃、-40℃環境下,0.5c恒流比充電62.9%,放電94%。目前,沃特瑪公司的低溫電池已在內蒙古、東北三省等地廣泛應用。

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