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72V磷酸铁锂电池低温性能怎么样?
时间: 2019-06-04 10:52 浏览次数:
72V磷酸铁锂电池组 低温性能怎么样?影响磷酸铁锂电池组低温性能的因素有哪些?如何提高72V磷酸铁锂电池组的低温性能?众所周知,锂电池的高温性能很出色,但是低温性能比较差,
      72V磷酸铁锂电池组低温性能怎么样?影响磷酸铁锂电池组低温性能的因素有哪些?如何提高72V磷酸铁锂电池组的低温性能?众所周知,锂电池的高温性能很出色,但是低温性能比较差,低温环境下容易产生极化,从而降低电池容量。针对72V磷酸铁锂电池组,存能电气行业专家对它低温特性影响因素做了比较详细的研究,请接着往下看。
 
  磷酸铁锂电池比能量低,低温性能极差,低温千万不能充电,标称电压:3.2V,安全性能极好,到目前为止还没有低温性能比较好的铁锂电池。磷酸铁锂电池组有一个致命性的缺点,那就是低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。在这种状况下,设备根本就无法启动工作。处于低温环境的锂离子电池存在着放电电压平台下降、放电容量低、容量衰减快、倍率性能差等特点。
  影响磷酸铁锂电池组低温性能的因素有哪些?
  ◆正极结构
  正极材料的三维结构制约着磷酸铁锂电池组的扩散速率,低温下影响尤其明显。磷酸铁锂电池在-20℃的放电容量只能达到常温容量的62.38%,而镍钴锰三元电池能够达到70.1%。锰酸锂电池在-20℃的放电容量可以达到常温容量的83%。
  ◆高熔点溶剂
  由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,磷酸铁锂电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,导致锂离子在电解液中传输速率降低。
  ◆锂离子扩散速率
  低温环境下锂电池在石墨负极中的扩散速率降低。锂电池在石墨负极中的扩散速率降低是影响锂离子电池低温性能的重要原因。
  ◆SEI膜
  低温环境下,磷酸铁锂电池组负极的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低,最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。
  如何提高72V磷酸铁锂电池组低温性能?
  我们从正极、负极、电液、粘结剂四块提高72V磷酸铁锂电池组的低温性能。
  ●正极方面,现在都是纳米化,它的粒径、电阻力,AB平面轴长大小三方面会影响到整个电池低温的特性。不同工艺对正极也有不同的影响,100到200纳米粒径磷酸铁锂电池低温放电特性比较好,在-20度可以释放94%,也就是粒径的纳米化缩短了迁移的路径,也提高了低温放电的性能,因为磷酸铁锂放电主要是跟正极有关。
  ●从负极方面考虑充电特性,磷酸铁锂电池组低温充电主要是负极影响,包括粒径大小还有负极的间距变化,选取了三种不同的人造石墨作为负极,来研究不同的层间距和粒径对低温特性的影响。从三种材料来看,层间距大的颗粒石墨,从阻抗来讲,本体阻抗和离子迁移阻抗比较小一点。
  ●充电方面,锂电池包在冬天低温下放电问题不大,主要是低温充电。因为在横流比方面,1C或者0.5C的横流比非常关键,到恒压需要非常长时间,通过改进三种不同石墨的对比,发现其中一种在-20度充电恒流比有比较大的改善,从40%提高到70%多,层间距的增大,还有粒径的减小。
  ●电解液这一块,在-20度,-30度下电解液结冰,黏度增大,形成性能恶化。电解液从三方面:溶剂,锂盐,添加剂。溶剂对磷酸铁锂电池组低温影响从70%多影响到90%多,有十几个点的影响;其次,不同锂盐对低温的充放电的特性有一定的影响。我们固定了溶剂体系和锂盐基础上,低温添加剂可以使放电容量从85%提高到90%,也就是说,整个电解液体系中,溶剂、锂盐还有添加剂都对我们的动力电池低温特性有一定的影响,包括其他的材料体系一样适用。
  ●粘结剂方面,20度充放电情况下,两种点状大概做了70多到80的循环以后,整个极片是有粘结剂失效的现状,而采用线状的粘结剂不会存在这个问题。在整个体系上,从正极、负极、电解液到粘结剂的改善以后,48V磷酸铁锂电池组单体这块做得比较好的效果,一个是充电特性,-20、-30、-40度温度下0.5C充电恒流比可以达到62.9%,-20度温度下放电可以放出94%,这是倍率跟循环的一些特性。
  磷酸铁锂电池和铅酸电池哪个低温性能好?
  铅酸电池是传统汽车上的启动电池,安全性,稳定性,耐高/低温等都上百年的技术沉淀了。
  磷酸铁锂电池是近些年出的新能源电池,主要是用作动力电池,即电动汽车的能源电源,各方面性能现在还不好评价, 但是想用这种锂电池来作为启动电池,还是有一定的风险的,因为它的稳定性和耐高温性都不如传统的铅酸电池好。
  以上72V磷酸铁锂电池组低温性能的描述,以及影响磷酸铁锂电池组低温性能的因素,磷酸铁锂电池虽然低温性能差,但还是有很多其他优势的。如果体积小、能量密度高、使用寿命长、环保、快速充电等,将来磷酸铁锂电池UPS将会应用在更多领域,低温性能也会逐渐突破。

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