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著者:Iflowpower – Fornecedor de estação de energia portátil
鋰離子電池自進入市場以來,因其壽命長、比容量大、無記憶效應等優點得到了廣泛的應用。 鋰離子電池低溫下工作溫度低,衰減嚴重,循環倍率差,且斷鋰現像明顯,有脫鋰不平衡現象。 然而隨著應用領域的不斷擴大,對鋰離子電池低溫性能的限制也日益增加。
據介紹,常溫下-20℃時鋰離子電池的放電容量僅約31.5%。 常規鋰離子電池的工作溫度在-20至+55°C之間。
但在航空航太、電動車等領域,要求電池能在-40℃的環境下正常運作。 因此提高鋰離子電池的低溫性能具有重要意義 限制鋰離子電池低溫性能的因素在低溫環境下,電解液的黏度增大,甚至部分凝固,導致鋰離子電池的導電性降低。
低溫環境下電解液與負極及隔膜的相容性變差 鋰離子電池負極在低溫環境下發生嚴重析出,析出的金屬鋰與電解液反應,產物沉積導致固態電解質界面(SEI)厚度增加 低溫環境下鋰離子電池內部活性物質擴散系統的活性降低,電荷轉移阻抗(RCT)明顯增加。
影響鋰離子電池低溫性能的決定性因素探討專家觀點1:電解液影響鋰離子電池的低溫性能,電解液的組成和物化性質對電池低溫有重要的影響。 電池在低溫下出現的問題是:電解液的黏度會很大,離子傳導速度慢,造成外電路電子遷移速度加快,所以電池發生嚴重的極化,充放電容量急遽下降。 特別是在低溫充電時,鋰離子很容易在負極表面形成鋰脫附,導致電池失效。
電解質的低溫性能與電解質本身的尺寸密切相關,電導率的傳輸離子快,在低溫下可以表現出更多的容量。 電解液中鋰鹽越多,遷移的次數越多,電導率越高。 導電的速度,離子導電越快,極化越小,電池的低溫性能越好。
因此較高的電導率是實現鋰離子電池良好低溫性能的必要條件 電解液電導率與電解液的組成成分有關,而溶劑的黏度是提高電解液電導率的途徑。 溶劑在低溫下的流動性佳是離子傳輸的保證,而電解質在低溫電解質中形成的固體電解質膜也是影響鋰離子電導的關鍵,而RSEI是鋰離子電池在低溫環境下的主要阻抗。
專家2:限制鋰離子電池低溫性能的主要因素是低溫下LI+擴散阻抗的急劇增加,而不是SEI膜。