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三元鋰電池工作溫度,鋰電池受溫度影響嗎

鉅大LARGE  |  點擊量:7471次  |  2019年07月29日  

摘要
三元鋰電池工作溫度,鋰電池受溫度影響嗎?三元鋰電池的工作溫度一般在0-40度。對于鋰電池來說,目前業內尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內阻、放電平臺、壽命。

三元鋰電池工作溫度,鋰電池受溫度影響嗎?三元鋰電池的工作溫度一般在0-40度。對于鋰電池來說,目前業內尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內阻、放電平臺、壽命、容量等必然聯系,相關的計算公式和數學模型還在摸索階段。鋰電池對0-40℃這個區間的溫度并不敏感,然而一旦溫度超過這個區間,壽命和容量就會打折扣。


三元鋰電池工作溫度


三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰電池,三元復合正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整,三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高,但是電壓太低,用在手機上(手機截止電壓一般在3.0V左右)會有明顯的容量不足的感覺。


三元鋰電池適應的工作溫度很廣,其電熱峰值可達到350℃-500℃。相對于普通的鉛酸電池,其儲能能力更強,而且其材料相對較輕質。作為充電的鋰電池,三元鋰電池輸出電壓穩定、輸出電壓高、性能穩定、容量大、使用壽命長、工作溫度范圍廣、安全性好以及環保無污染,因此在未來鋰電池發展道路上具有很大的上升空間,但還需不斷研究以求達到改善其自身缺陷的目的。


在較高的溫度下三元鋰電池受影響較小,如在55℃時電池相對25℃時的放電容量只稍有增加。常規的鋰電池工作溫度:-20℃~60℃,不過一般低于0℃后鋰電池性能就會下降,放電能力就會相應降低,所以鋰電池性能完全的工作溫度,常見是0~40℃。一些特殊環境要求的鋰電池溫度就各有不同了,有些甚至可以在上百攝氏度的環境中正常運行。


三元鋰電池受溫度影響嗎?


在鋰離子電池實際應用中,材料的高溫穩定性也是需要我們考慮的,一般而言,提高溫度可以改善三元鋰電池內的動力學條件,從而提高電池的性能,這一點從電池在60℃下的容量發揮可以明顯的看出來,但是高溫會對材料的循環穩定性產生一定的影響。


例如在20℃常溫下,三元鋰電池的三種材料在前50次循環,具有比較接近的循環性能,但是將溫度提高到60℃后,NMC811和NCA材料循環50次后的容量保持率明顯低于NMC622材料,這表明NMC622材料具有更高的熱穩定性。


影響三元鋰電池的三元材料循環性能的因素分析,例如充電截止電壓和化成的電壓和電流,以及環境溫度對NMC和NCA材料循環性能的影響,從本質上來說隨著NMC材料脫鋰數量的增加,會導致材料的結構穩定性下降,影響循環性能。


此外,高溫也會對材料的穩定性產生負面的影響,從而導致材料循環性能下降。根據NMC材料的特性,設計了一種全新的充電制度,既截止容量限制,對充電電壓進行調整保證電池每次充電的容量都是相同的,從而克服由于電池過電勢導致的充電容量和放電容量的衰降,很好的改善了三元鋰電池的循環性能。


三元鋰電池壽命是多久?


如果在高溫環境中使用鋰離子電池,比如350C以上的溫度,電池儲存的電量將會持續減少,由此導致鋰電池的使用壽命不會像在常溫環境工作中的時間那么長。在這種高溫環境下給電池充電,電池將受到很大程度的損傷,由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環境中充電也會對電池造成不同程度的損傷,因此應該盡量避免在高溫環境下給電池充電。如果在低溫環境下給電池充電,比如低于40C的環境中,同樣也會給電池造成損壞。


如果長期沒有給三元鋰電池充電,會降低其壽命。三元鋰離子電池需要在電子長期保持流動的狀態下才會達到其理想的使用壽命。三元鋰離子電池在全球的商業化生產技術并不是很成熟,現在所占有的市場份額并不高。


三元鋰電池的理論壽命約為800次循環,在商業化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據說可以達到1萬次循環。目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規格書中承諾大于500次(標準條件下充放電),但是電芯在配組做成電池包后,由于一致性問題,主要是電壓和內阻不可能完全一樣,其循環壽命大約為400次。


以上就是三元鋰電池工作溫度、壽命的介紹。三元鋰離子電池需要在電子長期保持流動的狀態下才會達到其理想的使用壽命。新型鋰電池采用與電解液相容的材料,這種材料是濕潤的,且化學成份是穩定的。電介質的蒸發力低,電化學穩定性好,從而改進了電池的包裝和安全性。而且這種電池可在低于100℃的中溫條件下進行運行,因而適用于機動車、通訊和其它多方面。


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