农用车用锂离子电池低温性能探析

2023-01-17

1 锂离子电池对于电动车的重要性

锂离子作为电动车的主要动力能源, 其重要性不言而喻。在长期的锂离子电池的发展史中, 锂离子已经成为一种较为完善的能源之一, 从早期的锂电池开始, 经过了多项重大的改革创新, 发展为如今具有一定环保能力、可重复使用等多个便利因素的能源。在电动车上更是如此, 由锂离子电池提供能源, 并维持电动车的日常运转, 从而对人们的生活水平做出适当的提高。

2 电解液对于电池低温性能的影响

电解液作为锂离子电池的主要构成部分, 利用电池内部正、负极支架传递离子的作用。同时在对锂离子电池进行低温检测时, 就需要着重对电解液急性检测, 而电解液对低温性能的影响主要体现在以下几个方面。

2.1 电导率

如何衡量电解液的性能需要从电导率的参数上来看, 准确的来说电导率决定着电极的内阻和倍率特性, 在锂离子电池的电解液中较高的电导率是实现其良好低温性能的必要条件。无论是从有机溶剂方面还是其本身的特性上来说, 溶液的介电常数和粘度都是影响电导率的主要因素。介电常数越大, 能够使锂离子与阴离子之间的静电作用越小, 锂盐旧越容易分解, 自由离子的数量也就越多。而溶液的粘度会对自由离子产生的影响最为直接, 粘度越大, 电导率越小, 反之则相反。因此对于溶液介电常数和粘度有一定的要求, 要有适当的液态温度范围, 熔点或是沸点等。

2.2 SEI膜

简单来说, SEI膜就是在液态锂离子电池首次充放电的过程中, 电极材料与电解液在固液相界面上发生反应, 形成一层覆盖在电极材料表面的钝化层。形成的层钝化膜能够有效的阻止溶剂分子的通过, 但Li+却可以经过该钝层自由的嵌入和脱出, 具有固体的电解质的特征, 所以这种钝化膜也被成为“固体电解质界面膜”简称SEI。在对锂离子进行低温检测时, SEI膜也可以有效的对温度产生一定的反应, 观察反应的同时对温度性能进行记录。质量较好的SEI膜具有有机溶剂不溶性, 对于能够自由进出的溶剂分子进行拦截, 使其禁止跨越, 从而解决溶剂分子对电极的破坏, 继而提升锂离子电池电极的循环寿命。

3 温度变化对锂离子电池内部产生的影响

根据不同温度下的电池放电性能进行比较, 在进行比较时可以针对容量比率进行比价, 温度在常温的情况下, 也就是20℃左右, 电池的放电电流与倍率都为正常数值。根据不同温度的数据可以明显的看出, 锂离子电池的工作性能有着明显的降低。在常温情况下, 锂离子电池能够维持着正常的工作状态和性能, 而在低温-20℃的时候, 锂离子的性能已经呈较大幅度的降低, 对于4C无法进行放电。在-40℃的情况下, 以10A恒流放电的可用容率只有22.31%, 而对于1C或者更大的倍率无法进行放电, 由此可见, 在目前锂离子电池能源中, 温度对于电池本身造成的影响。而且锂离子电池在同一充电的倍率下, 也会随着外界温度的降低而产生变化, 温度越低, 电池恒流充电容量越容易产生衰减, 与放电容量相比, 衰减程度更加严重。因此针对锂离子电池存在的缺陷要进行对应的探究, 综合完善锂离子电池对于生活的应用。

结束语

锂离子电池在低温与常温的情况下本身的性能会产生变化, 随着温度的降低, 电池内部的放电阻值会升高, 当温度小于-20℃时, 放电内内阻会明显的增大。同时在低温的环境中, 锂离子电池具有相同放电的功率下, 放电容量和放电电压都会产生明显的变化, 同正常温度下相比, 低温下的锂离子电池性能会产生不可逆的损失, 而充电性能也会有相对程度的衰减。因此在低温环境的实际应用中, 需要借助辅助工具如加温系统等, 对电池内部进行加热, 从而降低温度对于电池性能的影响, 提升电池的工作性能。

摘要：随着人们对于绿色环保的重视, 在能源的使用上发明了锂离子电池能源。就目前来看, 锂离子电池在绿色能源中的应用已经普及, 但其较差的低温性能使一些特殊的领域备受限制。当温度降低至-10℃时, 锂离子电池的放电能力和工作电压都会受到影响。在电动车领域受到的影响最为直接, 锂离子电池受外界温度影响的同时, 对电动车的性能造成限制, 从而影响到居民的使用。因此对于车用锂离子电子的低温性能进行标的检测, 并针对其性能做出加热系统, 从而确保电动车在低温下的正常运行。

关键词：锂离子电池,低温性能,检测