高低溫對(duì)鋰電池有什么損害
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網(wǎng)絡(luò)
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瑞凱儀器
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發(fā)布日期： 2020.09.16
高低溫對(duì)鋰電池有什么損害？溫度對(duì)鋰電池充電的影響。在目前的電池商場(chǎng)，鋰電池憑借著免維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)污染等特性被迅速遍及，在商場(chǎng)中咱們隨處可見(jiàn)使用鋰電池的產(chǎn)品，路燈，電動(dòng)叉車，基站，鐵塔，掃地機(jī)器人，便攜移動(dòng)辦公等等。我們都知道，鋰電池產(chǎn)品放電狀態(tài)跟溫度是有影響的，比如高溫和低溫都對(duì)鋰電池的工作狀態(tài)有影響，那么，溫度對(duì)鋰電池有什么影響？
高低溫對(duì)鋰電池的損害
◆高溫對(duì)鋰電池的損害
溫度下降，電極的反應(yīng)速率也下降。假設(shè)電池電壓保持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會(huì)下降。在所有的環(huán)境因素中，溫度對(duì)電池的充放電性能影響，在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟。如果溫度上升則相反，即鋰聚合物電池輸出功率會(huì)上升。溫度也影響電解液的傳送速度，溫度上升則加快，傳送溫度下降，傳送減慢，電池充放電性能也會(huì)受到影響。但溫度太高，超過(guò)45°，會(huì)破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡，導(dǎo)致副反應(yīng)。
◆低溫對(duì)鋰電池的損害
鋰電池短時(shí)間在低溫環(huán)境下使用，或者溫度不夠低的情況下，只會(huì)暫時(shí)影響鋰電池的電池容量，但不會(huì)造成永久傷害。但是如果長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境中使用，或者在-40℃超低溫環(huán)境中，鋰離子電池可能會(huì)被“凍壞”造成永久損害。
另外，在低溫情況下對(duì)鋰離子電池充電，會(huì)在電池陽(yáng)極表面析出金屬鋰，而且這個(gè)過(guò)程不可逆。這樣就會(huì)對(duì)電池造成永久損害，降低電池的安全性。所以很多鋰電池設(shè)備會(huì)有保護(hù)裝置，使得在低溫情況下無(wú)法充電。
溫度對(duì)鋰電池充電的影響
溫度是電動(dòng)汽車動(dòng)力電源系統(tǒng)中控制的主要的參數(shù)之一，也是影響電池性能的主要的參數(shù)，在電池的所有檢測(cè)制度中，必須注明溫度，原因就是溫度對(duì)電池性能影響比較大，包括電池的內(nèi)阻、充電性能、放電性能、安全性、壽命等。
隨著溫度的降低，鋰離子電池的放電平均電壓和放電容量均有所降低，尤其當(dāng)溫度為-20℃時(shí)，電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。
從電化學(xué)角度分析，溶液電阻、SEI膜電阻在整個(gè)溫度范圍內(nèi)變化不大，對(duì)電池低溫性能的影響較小；電荷傳遞電阻隨溫度的降低而顯著增加，且在整個(gè)溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。這是因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低，SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大，導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大，在電池的放電曲線上就表現(xiàn)為平均電壓和放電容量均隨著溫度降低而降低。
鋰電池的佳使用溫度是0到35攝氏度。低溫環(huán)境會(huì)降低鋰離子的活性，電池放電能力變?nèi)?，使用時(shí)間縮短。如果鋰電池處于低溫環(huán)境的時(shí)間較短，這種損害只是暫時(shí)的，不會(huì)對(duì)電池容量產(chǎn)生損害。當(dāng)溫度回升之后，性能會(huì)恢復(fù)。
不過(guò)，如果電池長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境下工作和充放電，電池陽(yáng)極表面會(huì)析出金屬鋰，這個(gè)過(guò)程不可逆，會(huì)對(duì)電池容量造成永久損害。低溫下手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，一方面是出于保護(hù)電池的原因，另一方面，也是自身電池的制造不合格和老化所致。
總結(jié)：由于鋰離子電池在低溫放電時(shí)的電壓平臺(tái)更低，因此會(huì)造成低溫下放電容量的明顯降低，但是這種損失會(huì)隨著常溫充放電的進(jìn)行而自動(dòng)彌補(bǔ)，屬于可逆的損失。但是對(duì)于低溫充電而言，溫度過(guò)低或者倍率過(guò)大都會(huì)造成電芯不可逆的形成鋰枝晶和不可逆的容量損失，并影響電池的安全性能。
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