鉅大LARGE | 點擊量:960次 | 2022年07月09日
低溫有關(guān)鋰電池性能有什么影響?
本文重要討論了溫度,特別是低溫對鋰離子電池的影響,澄清了人們對鋰離子電池應(yīng)用的誤解。本文不是科普電池的基本原理和發(fā)展歷史,有愛好的請谷歌,這里頭有很多有趣的故事。讓我們從一組概念開始。
能量密度
鋰離子電池的容量單位一般是毫安(mAh)或Ah(Ah),在使用中附加容量與實際容量的差別。能量密度是指電池每單位體積或重量所能儲存和釋放的能量量。有兩個單位:Wh/kg和Wh/L,分別表示重量比能和體積比能。在應(yīng)用中,能量密度比容量更重要。容量不夠,可以做得更大,并且要能量密度來推進技術(shù)。
近年來,鋰離子電池的發(fā)展經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的時期,也進入了一個緩慢上升的時期。以三星為例,其年平均能量密度為6.5%,遠遠落后于半導(dǎo)體行業(yè)的摩爾定律:
手機鋰離子電池的能量密度已經(jīng)相當(dāng)高了:
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池的工作條件
鋰離子電池具有如此高的能量密度,因此在使用時要格外小心。一個小錯誤可能會影響使用壽命或引起火災(zāi),如三星。在所有的工作條件中,電壓和溫度是兩個最重要的相關(guān)條件,如下圖所示:
橫軸是電壓,縱軸是溫度,你可以看到在這一象限,有大面積的紅色警告和各種可怕的結(jié)果,中間只有一個很短的安全區(qū)域。這是鋰離子電池的舒適區(qū),離開它可能會很危險:
高低壓:
鋰離子電池的電壓,有開路電壓和工作電壓,這里就不詳細介紹了。開路電壓通常含義為3.7v,但充滿電后,新電池可以達到4.2v。鋰離子電池可以說是在3.4v時就沒電了,實際上3.0v是真的沒電了。鋰離子電池放置曲線:
高于4.2v,低于3.4v會影響鋰離子電池的使用壽命。高于4.2v稱為過充,會對電池壽命出現(xiàn)不可逆的影響。會形成嚴(yán)重的熱失控,可能會導(dǎo)致起泡、漏液、火災(zāi)爆炸等。
鋰離子電池的壽命分為兩個參數(shù):循環(huán)壽命和日歷壽命。日歷壽命的計算比較繁瑣,與應(yīng)用場景密切相關(guān),所以通常用循環(huán)壽命來表示電池可以循環(huán)充放電的次數(shù)。電池的平均壽命現(xiàn)在是以前的數(shù)百倍。Gb300倍。
低于2.0V稱為過放電,嚴(yán)重影響電池壽命。
高低溫:
高溫和低溫都會影響電池壽命,如圖所示:
低溫形成的電池電解液滯止電阻降低,并可能在陰極處形成鋰凝聚,對電池壽命出現(xiàn)不可逆的影響。高溫可能導(dǎo)致熱失控,如爆炸。很危險的。
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