鉅大LARGE | 點擊量:1962次 | 2020年10月30日
溫度對磷酸鐵鋰離子電池會有什么影響?
磷酸鐵鋰離子電池充電是鋰離子從正極脫出經(jīng)過電解液遷移嵌入負(fù)極材料的過程,鋰離子向負(fù)極聚合,由六個碳原子俘獲一個鋰離子。在低溫下,化學(xué)反應(yīng)活性降低,同時鋰離子遷移變慢,在負(fù)極表面的鋰離子還沒有嵌入到負(fù)極中已經(jīng)先還原成金屬鋰,并在負(fù)極表面沉淀析出形成鋰枝晶,這容易刺穿隔膜造成電池內(nèi)短路,進(jìn)而損壞電池,造成安全事故。
磷酸鐵鋰離子電池.jpg
磷酸鐵鋰離子電池在0~-20℃溫度下,放電容量分別相當(dāng)于25℃溫度下放電容量的88.05%、65.52%和38.88%;放電平均電壓依次為3.134、2.963V和2.788V,一20℃放電平均電壓比25℃時降低了0.431V。從上述分析可知,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,電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。
低溫對磷酸鐵鋰離子電池的正負(fù)極、電解液和粘接劑等都存在影響。比如,磷酸鐵鋰離子電池正極本身電子導(dǎo)電性比較差,低溫環(huán)境下容易出現(xiàn)極化,從而降低電池容量;受低溫影響,石墨嵌鋰速度降低,容易在負(fù)極表面析出金屬鋰,假如充電后擱置時間不足而投入使用,金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內(nèi)部,部分金屬鋰持續(xù)存在負(fù)極的表面,極有可能形成鋰枝晶,影響電池安全。
低溫下,電解液黏度會新增,鋰離子遷移阻抗也會隨之增大;此外,在磷酸鐵鋰離子電池的生產(chǎn)工藝中,粘接劑也是一個非常關(guān)鍵的因素,低溫對粘接劑的性能也會出現(xiàn)較大影響。不僅如此,磷酸鐵鋰離子電池在低溫充電時,鋰離子可能來不及嵌入石墨負(fù)極當(dāng)中,從而析出在負(fù)極表面形成金屬鋰枝晶,這一反應(yīng)會消耗電池中的可以反復(fù)充放電的鋰離子、并大幅降低電池容量,析出的金屬鋰枝晶也可能會刺穿隔膜,從而影響安全性能。
磷酸鐵鋰離子電池的低溫特性是由其材料特性決定的,很難改變。做過很多實驗,不同材料鋰離子電池的低溫性能也有差別,現(xiàn)在最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的,我們的產(chǎn)品在-10℃時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%,相對低溫的衰減還是比較少的。