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锂离子电池低温性能的原因有哪些?

返回列表 来源: 发布日期: 2018.10.17

随着科技技术的发展和新能源汽车的推动,锂电池因其密度大寿命长无污染等优势被广泛运用,但是锂电池也有缺点。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。若处于低温环境的锂电池组存在着放电电压平台下降、放电容量低、容量衰减快、倍率性能差等特点。根据研究制约其低温性能的因素主要有以下几点:正极结构,高熔点溶剂,锂离子扩散速率, S EI膜。

正极结构:因为电池正极材料里的三维结构制约着锂离子的扩散速率,低温下影响尤其明显。锂离子电池的正极材料包括商品化的磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂、钴酸锂等,也包括处于开发阶段的高电压正极材料如镍锰酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒锂等。不同正极材料具有不同的三维结构,目前用作电动汽车动力电池的正极材料主要是磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。

锂离子电池

高熔点溶剂:由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,动力锂电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,导致锂离子在电解液中传输速率降低。

锂离子扩散速率:低温环境下锂离子在石墨负极中的扩散速率降低。向宇系统研究了石墨负极对锂离子电池低温放电性能的影响,提出低温环境下锂电池的电荷迁移阻抗增大,导致锂离子在石墨负极中的扩散速率降低是影响电池低温性能的重要原因。

SEI膜:低温环境下,锂离子电池负极的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大导致锂离子在 SEI膜中的传导速率降低,最终锂离子电池PACK在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。

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