温度对磷酸铁锂磷酸铁锂电池的影响

发布时间:2022-05-03

磷酸铁锂电池具备工作标准电压高(是镍氢、镍镉磷酸铁锂电池的3倍)、比能大(可达165Wh/kg,是镍氢磷酸铁锂电池的3倍)、体型小、品质轻、循环使用寿命长、自放电低、无记忆性、等诸多优势。在新材料行业三元锂电池磷酸铁锂电池被看中,磷酸铁锂电池循环使用寿命可实现3000次上下,放电平稳,被运用在驱动力磷酸铁锂电池和储能技术等行业。

但其营销推广的速率及主要用途深度广度、深层却不算称心。阻拦其快速推广的要素除开价钱、磷酸铁锂电池原材料本身造成的批号一致性等原因外,其温度性能也是主要要素。该文调查了温度对三元锂电池磷酸铁锂电池性能的危害,与此同时调查了磷酸铁锂电池组到高低温试验状况下的充放电情况。

一、单个(模块)常温下循环归纳

常温下检测磷酸铁锂电池的循环使用寿命可以看得出,三元锂电池磷酸铁锂电池的寿命长优点,现阶段保证3314个循环,容量维持率仍然在90%,而做到80%的使用寿命停止很有可能要保证4000次上下。

1、单个循环

现阶段已经完成:3314cyc,容量维持率是90%。

受锂电芯的制作工艺和模块的编组加工工艺危害,磷酸铁锂电池在PACK进行后在其中的不一致性早已产生,加工工艺越高超组块的内电阻越小,锂电芯间的差异越小。下列模块的循环使用寿命是现在绝大多数三元锂电池能保证的基础数据信息,那样在应用全过程中就必须BMS对磷酸铁锂电池组按时开展平衡,减少锂电芯间差别,增加使用期限。

2、模块循环

现阶段已经完成:2834cyc,容量维持率是67.26%。

二、单个高温循环归纳

高温情况下加快磷酸铁锂电池的衰老使用寿命。

1、单个充放电曲线图

2、高温循环

高温循环进行1100cyc,容量维持率是73.8%。

三、超低温对充放电性能危害

磷酸铁锂电池在0~-20℃温度下,放电容量各自等同于25℃温度下放电容量的88.05%、65.52%和38.88%;放电均值工作电压先后为3.134、2.963V和2.788V,一20℃放电均值工作电压比25℃时下降了0.431V。从以上研究得知,伴随着温度的减少,磷酸铁锂电池的放电均值工作电压和放电容量均有一定的减少,特别是在当温度为-20℃时,磷酸铁锂电池的放电容量和放电均值工作电压降低较快。

从有机化学视角剖析,饱和溶液电阻器、SEI膜电阻在全部温度范畴内变动并不大,对磷酸铁锂电池超低温性能的干扰较小;正电荷传送电阻器随温度的减少而明显提升,且在全部温度范畴内随温度的变动都显著超过饱和溶液电阻器和SEI膜电阻。这主要是因为伴随着温度的减少,锂电池电解液的正离子导电率随着减少,SEI膜电阻器和电化学腐蚀电阻器随着扩大,造成超低温下欧母极化、沟道效应和有机化学极化均扩大,在磷酸铁锂电池的放电曲线图上就体现为均值工作电压和放电容量均伴随着温度减少而降低。

在-20℃下循环5次再在25℃下循环,磷酸铁锂电池的容量与放电服务平台均有一定的减少。这主要是因为伴随着温度的减少,锂电池电解液的正离子导电率减少,超低温电池充电流程中的欧母极化、沟道效应和有机化学极化增加,造成金属锂堆积,使锂电池电解液溶解,较后造成电级表层SEI膜变厚、SEI膜电阻器提升,在放电曲线图上主要表现为放电服务平台和放电容量减少。

1、超低温对循环性能危害

从图上可以看得出,磷酸铁锂电池在-10℃的条件下容量损耗较快,100次循环后容量仅存59mAh/g,容量损耗47.8%;将在较低温度下忽略电的磷酸铁锂电池在常温状态下开展充放电检测,观察期容量修复性能。其容量恢复至70.8mAh/g,容量损害达68%。不难看出,磷酸铁锂电池的超低温循环对磷酸铁锂电池容量的修复危害比较大。

2、超低温对安全性性能危害

磷酸铁锂电池电池充电是以正级滑脱通过锂电池电解液转移置入电池正极材料的全过程,向负级汇聚,由六个碳原子虏获一个。在较低温度下,化学变化活力减少,与此同时转移减缓,在负级表层的都还没置入到负级中早已先转变成金属锂,并在负级表层沉积进行析出产生锂枝晶,这非常容易捅穿膈膜导致磷酸铁锂电池内短路故障,从而毁坏磷酸铁锂电池,导致安全生产事故。

可以由以上数据信息得到,三元锂电池磷酸铁锂电池受温度危害非常大,在以驱动力磷酸铁锂电池主要用途和温度危害比较大的应用场景,必须对磷酸铁锂电池开展热管理方法(风冷式、冷却系统等)才可以提升磷酸铁锂电池的运用高效率,增加磷酸铁锂电池系统软件使用期限。