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    发表时间/2022-11-22
  • 低温对铁锂电池的影响

    低温磷酸铁锂电池是当前最常用的一种电池。但是,磷酸铁锂却有一个致命的缺陷:它的低温性能稍逊于其它技术。低温条件下,对磷酸铁锂的正、负电极的电解质和粘合剂产生了一定的影响。例如,磷酸铁锂的阳极自身具有较低的导电率。由于温度较低,锂离子的埋入速率较慢,而在电极表面出现了一种暂时的负极性,如果没有足够的时间来投入使用,那么锂就不会被完全地埋入到石墨中,而一部分的金属锂会因为表面的负离子而变成锂枝晶,从而对电池的安全性产生不利的影响;在低温条件下,电解质的粘度会增加,而锂的脱除阻抗也会增加。此外,在生产磷酸铁锂时,胶粘剂也是至关重要的一环,温度对其性能的影响也很大。


    虽然都是锂离子电池,但它的耐寒性要好得多。在钛酸锂的尖晶石结构中,嵌入了1.5 V左右的锂电位,没有形成锂枝晶,且在充放电时,其体积应变小于1%。采用纳米钛酸锂离子电池进行大容量的充放电、低温快速充电,确保了其使用寿命和安全性。银龙新能源的主要产品是钛酸锂离子,它的产品在-50-60摄氏度时可以进行正常的充电和放电。钛酸锂离子电池在材料上的优越性,在低温下迅速充电,这是其它任何一种电池都无法比拟的。为什么充电时的温度高于放电?


    许多公司生产的电池都能在低温下进行正常的放电,但是在同样的环境下,很难进行正常的充电,甚至不能进行充电。在石墨中加入 Li+后,需要进行溶化,在此过程中,需要耗费大量的能源,以阻止锂+在石墨中的扩散。与此相反, Li+在从石墨中渗入到溶液中时,会经历一种不需要能源的溶解性反应,从而使 Li+迅速地从石墨中析出。结果表明,石墨材料的电荷容许性能比放电容许值要低得多。


    在低温条件下,电池的充电有一定的危险性。由于石墨负电极的动力学性质随温度的下降而改变。在电荷作用下,阴极的电化学极化得到了显著的提高。金属锂在短时间内形成了锂枝晶,并冲破了隔板,造成了正、负电极的短路。
    避免锂离子电池在低温时进行充电。如果电池的温度很低,那么需要先将锂离子电池进行小电流充电(也就是慢速充电),然后确定锂离子电池在充电之后的位置,并保证在石墨负电极中进行金属锂的反应。


    目前,许多企业、科研单位已开始对电池的耐冷性能进行了深入的研究,主要是针对目前的阳极、阴极材料技术进行了改进,并对电池的低温性能进行了测试。在此基础上,锂离子电池有望在低温环境中取得新的突破。


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