Το περιβάλλον στο οποίο χρησιμοποιείται η μπαταρία πολυμερούς λιθίου είναι επίσης πολύ σημαντικό για την επίδραση του κύκλου ζωής της. Μεταξύ αυτών, η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας. Η πολύ χαμηλή ή η πολύ υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να επηρεάσει τη διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου-πολυμερούς. Σε εφαρμογές μπαταριών ισχύος και σε εφαρμογές όπου η θερμοκρασία αποτελεί σημαντική επιρροή, η θερμική διαχείριση των μπαταριών λιθίου-πολυμερούς είναι απαραίτητη για τη βελτίωση της απόδοσης της μπαταρίας.

Αιτίες εσωτερικής αλλαγής θερμοκρασίας σε μπαταρία λιθίου-πολυμερούς

ΓιαΜπαταρίες λιθίου-πολυμερούς, η εσωτερική παραγωγή θερμότητας είναι η θερμότητα αντίδρασης, η θερμότητα πόλωσης και η θερμότητα Joule. Ένας από τους κύριους λόγους για την αύξηση της θερμοκρασίας της μπαταρίας λιθίου-πολυμερούς είναι η αύξηση της θερμοκρασίας που προκαλείται από την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας. Επιπλέον, λόγω της πυκνής τοποθέτησης του θερμαινόμενου σώματος του στοιχείου, η μεσαία περιοχή είναι υποχρεωμένη να συγκεντρώνει περισσότερη θερμότητα και η περιοχή της άκρης είναι λιγότερη, γεγονός που αυξάνει την ανισορροπία θερμοκρασίας μεταξύ των μεμονωμένων στοιχείων της μπαταρίας λιθίου-πολυμερούς.

Μέθοδοι ρύθμισης θερμοκρασίας μπαταρίας πολυμερούς λιθίου

1. Εσωτερική προσαρμογή

Ο αισθητήρας θερμοκρασίας θα τοποθετηθεί στην πιο αντιπροσωπευτική, τη μεγαλύτερη αλλαγή θερμοκρασίας στην τοποθεσία, ειδικά στην υψηλότερη και χαμηλότερη θερμοκρασία, καθώς και στο κέντρο της πιο ισχυρής περιοχής συσσώρευσης θερμότητας της μπαταρίας πολυμερούς λιθίου.

1. Εξωτερική ρύθμιση

Ρύθμιση ψύξης: Προς το παρόν, λαμβάνοντας υπόψη την πολυπλοκότητα της δομής θερμικής διαχείρισης των μπαταριών λιθίου-πολυμερούς, οι περισσότερες από αυτές υιοθετούν την απλή δομή της μεθόδου ψύξης με αέρα. Και λαμβάνοντας υπόψη την ομοιομορφία της απαγωγής θερμότητας, οι περισσότερες από αυτές υιοθετούν τη μέθοδο παράλληλου αερισμού.

1. Ρύθμιση θερμοκρασίας: η απλούστερη δομή θέρμανσης είναι η προσθήκη θερμαντικών πλακών στο πάνω και στο κάτω μέρος της μπαταρίας λιθίου-πολυμερούς για την εφαρμογή θέρμανσης, υπάρχει μια γραμμή θέρμανσης πριν και μετά από κάθε μπαταρία λιθίου-πολυμερούς ή η χρήση θερμαντικής μεμβράνης τυλιγμένης γύρω από αυτήν.Μπαταρία λιθίου-πολυμερούςγια θέρμανση.

Οι κύριοι λόγοι για τη μείωση της χωρητικότητας των μπαταριών πολυμερούς λιθίου σε χαμηλές θερμοκρασίες

1. Κακή αγωγιμότητα ηλεκτρολυτών, κακή διαβροχή ή/και διαπερατότητα του διαφράγματος, βραδύτερη μετανάστευση ιόντων λιθίου, βραδύτερος ρυθμός μεταφοράς φορτίου στη διεπαφή ηλεκτροδίου/ηλεκτρολύτη, κ.λπ.

2. Επιπλέον, η σύνθετη αντίσταση της μεμβράνης SEI αυξάνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, επιβραδύνοντας τον ρυθμό διέλευσης ιόντων λιθίου μέσω της διεπαφής ηλεκτροδίου/ηλεκτρολύτη. Ένας από τους λόγους για την αύξηση της σύνθετης αντίστασης της μεμβράνης SEI είναι ότι είναι ευκολότερο για τα ιόντα λιθίου να αποκολληθούν από το αρνητικό ηλεκτρόδιο σε χαμηλές θερμοκρασίες και πιο δύσκολο να ενσωματωθούν.

3. Κατά τη φόρτιση, θα εμφανιστεί μεταλλικό λίθιο που θα αντιδράσει με τον ηλεκτρολύτη σχηματίζοντας μια νέα μεμβράνη SEI που θα καλύψει την αρχική μεμβράνη SEI, η οποία αυξάνει την αντίσταση της μπαταρίας, προκαλώντας έτσι μείωση της χωρητικότητάς της.

Χαμηλή θερμοκρασία στην απόδοση των μπαταριών πολυμερούς λιθίου

1. χαμηλή θερμοκρασία στην απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης

Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η μέση τάση εκκένωσης και η χωρητικότητα εκκένωσης τουμπαταρίες πολυμερούς λιθίουμειώνονται, ειδικά όταν η θερμοκρασία είναι -20 ℃, η χωρητικότητα εκφόρτισης της μπαταρίας και η μέση τάση εκφόρτισης μειώνονται ταχύτερα.

2. Χαμηλή θερμοκρασία στην απόδοση του κύκλου

Η χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται ταχύτερα στους -10℃ και η χωρητικότητα παραμένει μόνο 59mAh/g μετά από 100 κύκλους, με μείωση χωρητικότητας 47,8%. Η μπαταρία που αποφορτίζεται σε χαμηλή θερμοκρασία δοκιμάζεται σε θερμοκρασία δωματίου για φόρτιση και αποφόρτιση και η απόδοση ανάκτησης χωρητικότητας εξετάζεται κατά την περίοδο. Η χωρητικότητά της ανακτάται στα 70,8mAh/g, με απώλεια χωρητικότητας 68%. Αυτό δείχνει ότι ο κύκλος χαμηλής θερμοκρασίας της μπαταρίας έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στην ανάκτηση της χωρητικότητας της μπαταρίας.

3. Επίδραση χαμηλής θερμοκρασίας στην απόδοση ασφαλείας

Η φόρτιση μπαταρίας πολυμερούς λιθίου είναι η διαδικασία κατά την οποία ιόντα λιθίου εξέρχονται από το θετικό ηλεκτρόδιο μέσω της μετανάστευσης ηλεκτρολύτη που είναι ενσωματωμένη στο αρνητικό υλικό, τα ιόντα λιθίου στον πολυμερισμό του αρνητικού ηλεκτροδίου, από έξι άτομα άνθρακα, συλλαμβάνουν ένα ιόν λιθίου. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η χημική δραστηριότητα της αντίδρασης μειώνεται, ενώ η μετανάστευση των ιόντων λιθίου γίνεται πιο αργή, τα ιόντα λιθίου στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου που δεν έχουν ενσωματωθεί στο αρνητικό ηλεκτρόδιο έχουν μειωθεί σε μέταλλο λιθίου και η καθίζηση στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου σχηματίζει δενδρίτες λιθίου, οι οποίοι μπορούν εύκολα να διαπεράσουν το διάφραγμα προκαλώντας βραχυκύκλωμα στην μπαταρία, το οποίο μπορεί να προκαλέσει ζημιά στην μπαταρία και ατυχήματα ασφαλείας.

Τέλος, θέλουμε να σας υπενθυμίσουμε ότι οι μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς είναι καλύτερο να μην φορτίζονται τον χειμώνα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών, τα ιόντα λιθίου που είναι τοποθετημένα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο παράγουν κρυστάλλους ιόντων, διαπερνώντας άμεσα το διάφραγμα, το οποίο γενικά προκαλεί μικρο-βραχυκύκλωμα που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής και την απόδοση, σοβαρή άμεση έκρηξη. Έτσι, ορισμένοι άνθρωποι αντιλαμβάνονται ότι η φόρτιση της μπαταρίας λιθίου-πολυμερούς πολυμερούς τον χειμώνα δεν μπορεί να φορτιστεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ένα μέρος με σύστημα διαχείρισης μπαταρίας οφείλεται στην προστασία του προϊόντος.