Условия эксплуатации полимерных литий-ионных батарей также играют важную роль в определении их срока службы. Среди них температура окружающей среды является одним из наиболее значимых факторов. Слишком низкая или слишком высокая температура окружающей среды может повлиять на срок службы литий-полимерных батарей. В системах питания и в тех областях применения, где температура оказывает существенное влияние, для повышения эффективности батареи требуется терморегулирование.

Причины изменения внутренней температуры литий-полимерного аккумуляторного блока

ДляЛитий-полимерные батареиВнутреннее тепловыделение включает в себя теплоту реакции, теплоту поляризации и джоулево тепло. Одной из основных причин повышения температуры литий-полимерного аккумулятора является повышение температуры, вызванное внутренним сопротивлением батареи. Кроме того, из-за плотного расположения нагреваемых элементов, центральная область неизбежно накапливает больше тепла, а краевая область — меньше, что увеличивает температурный дисбаланс между отдельными элементами в литий-полимерном аккумуляторе.

Методы регулирования температуры полимерных литий-ионных батарей

1. Внутренняя регулировка

Датчик температуры будет размещен в наиболее репрезентативном месте с наибольшими колебаниями температуры, особенно в зоне с самой высокой и самой низкой температурой, а также в центральной части полимерной литий-ионной батареи, где происходит наиболее интенсивное накопление тепла.

1. Внешнее регулирование

Регулирование охлаждения: В настоящее время, учитывая сложность конструкции системы терморегулирования литий-полимерных батарей, большинство из них используют простую конструкцию с воздушным охлаждением. А с учетом равномерности теплоотвода, большинство из них применяют метод параллельной вентиляции.

1. Регулирование температуры: простейшая конструкция системы нагрева — это добавление нагревательных пластин сверху и снизу литий-полимерного аккумулятора; также может использоваться нагревательная линия до и после каждого литий-полимерного аккумулятора или нагревательная пленка, обернутая вокруг него.Литий-полимерный аккумулятордля отопления.

Основные причины снижения емкости литий-полимерных батарей при низких температурах.

1. Низкая электропроводность электролита, плохое смачивание и/или проницаемость диафрагмы, замедленная миграция ионов лития, более низкая скорость переноса заряда на границе раздела электрод/электролит и т. д.

2. Кроме того, импеданс SEI-мембраны увеличивается при низких температурах, замедляя скорость прохождения ионов лития через границу раздела электрод/электролит. Одной из причин увеличения импеданса SEI-пленки является то, что при низких температурах ионам лития легче отделяться от отрицательного электрода и сложнее внедряться в него.

3. В процессе зарядки металлический литий появляется и вступает в реакцию с электролитом, образуя новую пленку SEI, которая покрывает исходную пленку SEI, что увеличивает импеданс батареи и, следовательно, приводит к снижению ее емкости.

Влияние низких температур на характеристики литий-полимерных батарей

1. Низкая температура влияет на характеристики заряда и разряда.

С понижением температуры среднее напряжение разряда и разрядная емкостьлитий-полимерные батареиОни снижаются, особенно при температуре -20 ℃, при этом емкость разряда батареи и среднее напряжение разряда уменьшаются быстрее.

2. Низкая температура влияет на характеристики цикла.

Емкость батареи снижается быстрее при температуре -10℃, и после 100 циклов она остается всего 59 мАч/г, что составляет снижение на 47,8%. Батарея, разряженная при низкой температуре, была протестирована при комнатной температуре во время зарядки и разрядки, и в этот период была исследована эффективность восстановления емкости. Ее емкость восстановилась до 70,8 мАч/г, при этом потеря емкости составила 68%. Это показывает, что циклы работы батареи при низких температурах оказывают большее влияние на восстановление емкости батареи.

3. Влияние низких температур на показатели безопасности.

Процесс зарядки полимерных литий-ионных батарей заключается в том, что ионы лития, покидающие положительный электрод, мигрируют в электролите, внедряясь в отрицательный материал. Ионы лития полимеризуются на отрицательном электроде, захватывая каждый ион шести атомов углерода. При низких температурах активность химической реакции снижается, а миграция ионов лития замедляется. Ионы лития на поверхности отрицательного электрода, не внедрившиеся в него, восстанавливаются до металлического лития, и происходит осаждение на поверхности отрицательного электрода с образованием литиевых дендритов, которые легко могут пробить диафрагму, вызывая короткое замыкание в батарее, что может повредить батарею и привести к авариям.

В заключение хотим напомнить, что литий-полимерные батареи лучше не заряжать зимой при низких температурах, поскольку при низких температурах ионы лития, находящиеся на отрицательном электроде, образуют ионные кристаллы, которые напрямую прокалывают диафрагму, что обычно приводит к микрокороткому замыканию, влияя на срок службы и производительность, и может привести к серьезному взрыву. Поэтому некоторые пользователи отмечают, что зимняя зарядка литий-полимерных батарей невозможна, но это связано с системой управления батареей, которая обеспечивает защиту изделия.