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低溫環(huán)境下使用鋰離子電池有哪些壞處

來(lái)源:鋰離子電池?作者:鋰離子電池??發(fā)布時(shí)間:2019-09-23 15:59:37??閱讀數(shù):1148

  我們知道,常規(guī)的鋰離子電池的正常工作溫度是-20℃~60℃(除了低溫鋰電池)。所以,在過(guò)低的溫度下使用鋰電池,電池中的鋰會(huì)發(fā)生沉積造成內(nèi)部短路。我們換一種說(shuō)法,也就是在低溫環(huán)境下,并不是鋰電池真的沒(méi)電了,而是有電卻不能夠正常的釋放出來(lái)。普通的鋰電池在零攝氏度時(shí),其容量就會(huì)減少20%,當(dāng)達(dá)到零下10攝氏度時(shí),容量可能就只有一半左右。

鋰電池低溫禁充電原因可能導(dǎo)致不可逆損壞(加速金屬鋰沉積,穿刺隔膜等)

  鋰離子電池通過(guò)Li+在正負(fù)極之間的遷移實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和放電,然而Li+在正負(fù)極之間遷移受到溫度很大的影響,特別是低溫下由于正負(fù)極的動(dòng)力學(xué)條件變差,以及電解液粘度上升,電導(dǎo)率下降等因素會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池性能急劇下降,導(dǎo)致鋰離子電池低溫?zé)o法正常放電,更為嚴(yán)重的是低溫充電極易導(dǎo)致負(fù)極析鋰,不但會(huì)造成電池容量極速衰降,還會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。

  另一點(diǎn),低溫條件下鋰離子電池關(guān)鍵材料正極、負(fù)極、電解液等電導(dǎo)率會(huì)降低,導(dǎo)致導(dǎo)電性能下降,會(huì)嚴(yán)重影響鋰電池壽命。對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō),目前行業(yè)內(nèi)尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內(nèi)阻、放電平臺(tái)、壽命、容量等必然聯(lián)系,相關(guān)的計(jì)算公式和數(shù)學(xué)模型業(yè)還在摸索階段。大體上,鋰電池對(duì)0~40℃這個(gè)區(qū)間的溫度并不敏感,然而一旦溫度超過(guò)這個(gè)區(qū)間,壽命和容量就會(huì)打折扣。

鋰離子電池充電

  低溫環(huán)境下會(huì)給鋰離子電池充電造成什么影響?

  低溫環(huán)境下鋰電池充電有一定的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)殡S著溫度的降低,石墨負(fù)極的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)步一變差,充電過(guò)程中,負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇,析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶,穿破隔膜并導(dǎo)致正負(fù)極短路。盡量避免鋰離子電池在低溫下充電。

  由于低溫,負(fù)極上嵌套的鋰離子電池會(huì)產(chǎn)生離子結(jié)晶,直接刺穿隔膜,一般情況下就造成微短路了影響壽命和性能,嚴(yán)重的可能爆炸!

  根據(jù)專家的研究: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)影響鋰離子電池的電池容量,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。

  鋰離子電池低溫使用存在容量低、衰減嚴(yán)重、循環(huán)倍率性能差、析鋰現(xiàn)象明顯、脫嵌鋰不平衡等問(wèn)題。然而,隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,鋰離子電池的低溫性能低劣帶來(lái)的制約愈加明顯。在航空航天、軍工、電動(dòng)車等領(lǐng)域,要求電池能在-40℃正常工作。因此,改善鋰離子電池低溫性質(zhì)具有重大意義。

  不同材料鋰電池的低溫性能也有區(qū)別,現(xiàn)在最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的,諾信的產(chǎn)品在-10℃時(shí)放出容量為最大容量的89%,應(yīng)該在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是比較高的;在55℃下放出容量可達(dá)到95%,相對(duì)低溫的衰減還是比較少的。

  使用過(guò)鋰電池的伙伴們都知道,就拿我們的手機(jī)來(lái)說(shuō),在冬天鋰電池使用時(shí)間比夏天短;在低溫環(huán)境下,鋰電池充電存在風(fēng)險(xiǎn),在使用鋰電池時(shí)我們應(yīng)盡量避免在低溫下為鋰離子電池充電,可在室內(nèi)恒溫的情況下充電。而隨著的科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,鋰電池在低溫環(huán)境下將有進(jìn)一步的突破。

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