钜大锂电 21年锂电池定制厂家
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低温磷酸铁锂电池20Ah -20℃充电过针刺

三元锂电池耐低温性能好吗

钜大LARGE  |  点击量:975次  |  2023年03月07日  

进入冬季以后,特别是北方的寒冷天气给电动汽车的动力电池使用带来了巨大影响。电池在零下40℃的低温下仍然能正常工作,这在很大程度上取决于锂电池是否能安全地度过温度-40℃至零下30℃的特殊低温环境。因此,要确保三元锂电池在这一条件下也能安全工作,我们需要了解一下三元锂电池的温度特性和防护性能指标来进行综合判断。三元锂电池在低温环境下能否安全工作并不是一个非常重要的问题,而是一个相对较长的过程,需要进行一定程度的实验,如充放电实验、高温试验等。


1、温度


温度对锂电池的使用和性能有非常大的影响,温度过低会影响电池系统的稳定,增加热失控的风险;温度过高会加速电池热分解并释放出大量热量造成电池短路,影响电池安全。锂电池在低温环境中的耐久性取决于在高温下的性能和热分解程度。虽然三元锂电池在温度低于-40℃时仍能正常工作,但由于低温环境下的温度变化速度快、影响范围广,导致三元锂电池极易受到伤害并产生热量传递到电解液和其他电化学元件进而引发安全问题。三元锂电池较其他类型动力电池更为稳定的低温特性受到了研究者们的关注与研究。目前,已有许多相关文献提出了相应的解决方案来帮助人们更好地了解、分析三元锂电池在特定低温下的安全性和性能情况。这些研究工作将有助于人们了解锂离子能源在低温条件下所表现出来的特性,并进一步探索以改善该领域的性能问题并提高安全性和性能水平。


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2、电压


在寒冷地区,由于温度低易导致电池内部结构发生变化,从而导致电池的电压发生变化,这对于日常生活中手机等移动电子设备来说可能就是致命的打击。在不同温度条件下,低电压下三元锂电池在充电过程中的电压随温度升高,在低温环境下其充电电流也会随之增大,因而高电压会导致电池容量下降,甚至引发电池温度爆炸等事故。三元锂电池放电电压下降对电池的性能也有一定的直接影响。


3、循环


低温环境下,电池放电时的内阻增加,但电压升高有限,在一定条件下,内阻将导致循环次数减少,因此在极低温时尽量不采用高温模式。在充放电循环过程中,正负极材料将出现明显的热分解现象,所以需根据充放电实验条件加以调整。实验条件一般选择室温、恒流充放电、恒流放电电压和温度循环较长的电池寿命。通过实验发现:在低温条件下电池充电过程中电压升高并不明显;而在恒流充放电时电压升高并不明显;在恒流放电过程中电压升高没有明显现象。


4、发热


发热是一种物理现象,就是电池在加热条件下(一般温度为25℃),电池内的锂离子的自由运动与电池表面的温度差产生的热量有关。电池在充、放电过程中产生大量热量需要散热就会导致电池温度升高,从而影响电池的性能,发热与温度升高会影响锂离子的释放和循环速率从而影响电池性能,尤其会影响电池寿命和安全性影响巨大,需要特别关注。目前国内外学者对电池发热控制方法主要有三种:一种为以三元锂电池为正极材料和负极材料的 BMS发热试验;另一种为在-25℃至-30℃内对电池进行升温实验;第三种为用恒温加热装置对电池进行升温试验。


5、安全性


低温下的安全特性主要取决于电池内部的结构。三元锂电池内部的电芯经过结构设计,使其不容易发生电芯短路、放电等现象,进而保证了电池系统的安全裕度。此外,低温条件下电芯经过较长时间充放电以后仍能正常放电,这也说明了低温环境下的三元锂电池在安全性上相对稳定。


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