低溫充電對鋰電池的影響是不可逆的
鉅大LARGE | 點擊量:23次 | 2023年09月06日
低溫下電池充電或充放電針對電池危害全是不可逆的,導致容量暴跌和比較嚴重安全風險。超低溫(-20℃)下長期置放對電池也是有不可逆毀壞,減少其容量。
一,低溫下鋰離子電池蓄電池充電全過程
鋰離子電池的正級一般為三元(NCM),磷酸鐵鋰電池(LFP)和鈷酸鋰電池(LCO),負極為石墨(Gr)。電池充電時,鋰離子從正級晶格常數出去越過鋰電池電解液膈膜到負極,置入石墨固層。而充放電時,則能夠了解為從石墨負極固層出去,再返回正級晶格常數里。
鋰離子電池構造與充放電全過程溫度一低,分子結構的健身運動功能下滑了,全部反應速率,化學物質傳送全過程都是會減緩,那麼在電池里慢的最明顯的便是鋰離子/鋰分子在石墨(負極)固層和正級晶格常數中的傳送。因此有很多的鋰沉積在電級與鋰電池電解液頁面。電池充電時,鋰離子擠不進石墨層里便會一直在負極表面獲得電子器件變為金屬鋰,堆積成鋰枝晶。充放電時,鋰離子擠在正級晶格常數表面,又非常容易導致正級的裂開。
二,低溫電池充電造成析鋰,導致明顯安全風險
鋰枝晶的生長發育全過程一切正常的蓄電池充電時,鋰離子井然有序的進到石墨固層,產生插層反映??墒窃诘蜏仉姵爻潆姇r,鋰離子擠不進石墨層里便會一直在負極表面獲得電子器件變為金屬鋰,變成變換反映(反映電位差比插層反映低,能夠了解為更難產生,但插層反映的化學物質蔓延艱難了,促使變換反映低溫下易產生),堆積成鋰枝晶。大家九年級化學里都學過,金屬鋰十分的開朗,能立刻跟鋰電池電解液反映,轉化成的成分也不可逆,導致容量損害。除此之外,金屬鋰不斷生長發育,非常容易戳破膈膜與正級相接,導致內短路故障,易造成更嚴重的安全生產事故。
三,低溫充放電誘發正級顆粒物裂開
低溫充放電時,鋰離子擠在正級晶格常數表面,又非常容易導致正級活力顆粒物的裂開。一方面造成正級活力原材料的損害,導致容量損害。除此之外,正級的過度化學元素的進行析出會轉移至負極表面,轉化成金屬材料顆粒物,誘發鋰堆積的產生。
四,低溫置放減少電池容量
近期有科研工作人員發覺,電池僅在低溫下存放48h,后再次放進室內溫度下靜放,接著開展容量檢測。發覺在低溫長期浸泡的電池,以小倍數蓄電池充電(慢充)時,容量會損害3.2%,可是大倍數蓄電池充電(快速充電)時,容量損害達6%。
導致的容量損害的因素是:
1)低溫加重了正級的裂開。
2)低溫很有可能導致正級顆粒物的轉動,進而促使它與粘接劑擺脫,缺失光電催化活力。
五,電池加溫對策現階段不論是儲能電站或是純電動車里的電池,都是有電池加溫的對策。如儲能電站里一般是中央空調或是熱泵機組加溫。純電動車里的電池間一般有發熱片,和總體的隔熱保溫對策。
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