Какова низкотемпературная технология литий-ионного аккумулятора?-Производительность

26 Aug 2021

Какова низкотемпературная технология литий-ионного аккумулятора?

EverExceed недавно представила новую технологию низкотемпературных литий-железо-фосфатных аккумуляторов , которые можно заряжать даже при температуре ниже 0°C и при отрицательной температуре. В серии из 5 технических статей мы подробно опишем детали этой революционной технологии. В этой статье мы поговорим о «производительности» литиевой батареи, изготовленной по низкотемпературной технологии.

Производительность:

Для литий-ионных аккумуляторов , независимо от того, соответствует ли это национальному стандарту или стандарту предприятия, существует строгий диапазон нижнего предела температуры разряда: не менее -20°C. Что касается температуры зарядки, то здесь не только будет указана минимальная температура, такая как разрядка, но также четко оговорено, что зарядка может производиться только с небольшой скоростью при низкой температуре и не может быть полностью заряжена (например, зарядка при 0 ~ 15°). C можно выполнить только при 0,2C, а верхний предел напряжения составляет 4,0 В), опасаясь, что пользователь пересечет грозовой бассейн. Итак, вопрос в том, что изначально пользователям нужен универсальный истребитель, который должен учитывать характеристики как при высоких, так и при низких температурах, но почему производители литиевых батарей устанавливают такие жесткие ограничения?

Начнем с работы литий-ионных аккумуляторов при низких температурах. При той же скорости разряда, чем ниже внешняя температура, тем ниже будет напряжение разряда. Как показано на рисунке ниже:

Из рисунка видно, что при понижении температуры напряжение разряда аккумулятора также значительно снижается, так что аккумулятор быстрее достигает напряжения отключения разряда при разряде при низкой температуре, что приводит к значительному снижению разрядной способности при низкой температуре. ниже, чем емкость при комнатной температуре. Необходимо объяснить, что емкость литий-ионного аккумулятора при низкой температуре не исчезает, но и полностью разрядиться в пределах нормального диапазона напряжений (≥ 3,0В) невозможно. Если напряжение отключения разряда может быть увеличено еще больше, оставшаяся емкость может быть разряжена. Но проблема в том, что низкое напряжение не может обеспечить нормальное использование электрооборудования, поэтому низкий нижний предел напряжения (< 2,5 В), как правило, не имеет большого значения для обсуждения.

По сравнению с низкотемпературным разрядом производительность низкотемпературной зарядки литий-ионного аккумулятора более неудовлетворительна. Во-первых, зарядка при низкой температуре быстро достигнет стадии постоянного напряжения, в определенной степени снизит зарядную емкость и увеличит время зарядки, как показано на рисунке ниже:

Более того, когда литий-ионный аккумулятор заряжается при низкой температуре, ион лития может не внедряться в графитовый анод, поэтому дендрит лития будет осаждаться на поверхности анода с образованием дендрита металлического лития. Эта реакция приведет к потреблению ионов лития в аккумуляторе, который можно многократно заряжать и разряжать, и значительно снижает емкость аккумулятора. Отделившийся дендрит металлического лития также может пробить диафрагму, что повлияет на показатели безопасности. Фотографии выделения лития на поверхности отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора после низкотемпературной зарядки следующие:

Разрядная емкость литий-ионного аккумулятора при низкой температуре уменьшится, но ее можно восстановить после зарядки и разрядки при комнатной температуре, что является обратимой потерей емкости; однако зарядка при низкой температуре приведет к осаждению лития, что приведет к необратимой потере емкости.

Из-за большего вреда выделения лития, вызванного низкотемпературной зарядкой, контроль низкотемпературной зарядки литий-ионной батареи более строгий, чем контроль низкотемпературной разрядки. В настоящее время многие производители аккумуляторов описывают условия зарядки литий-ионных аккумуляторов как «ступенчатую зарядку». Вот аналогичный пример:

Температура зарядки	Зарядный ток	Верхнее предельное напряжение
0 ℃ ~ 10 ℃	0,2С	4,0 В
10 ℃ ~ 20 ℃	0,5С	4,35 В
20 ℃ ~ 45 ℃	1,0С	4,35 В

Хотя приведенное выше описание ступенчатой зарядки может показаться покупателям несколько «ямой», этот метод обычно используется производителями аккумуляторов, чтобы избежать осаждения лития во время низкотемпературной зарядки.

Теперь пришло время подвести итоги. Из-за более низкого плато напряжения литий-ионного аккумулятора при низкотемпературном разряде разрядная емкость при низкой температуре будет значительно снижаться, но эта потеря будет автоматически компенсироваться зарядом и разрядом при нормальной температуре, что является обратимой потерей. Но при низкотемпературной зарядке слишком низкая температура или слишком высокая скорость вызовут необратимое образование литиевых дендритов и необратимую потерю емкости, а также повлияют на безопасность аккумулятора.

Заключение:

Чтобы удовлетворить потребности стран с холодным климатом, где вам необходимо надежное решение для хранения энергии на открытом воздухе, инженеры по исследованиям и разработкам EverExceed долгое время работали над подходящим решением, и таким образом появилась новая технология. Поэтому для вашего решения по хранению энергии при низких температурах выберите EverExceed в качестве своего бренда с полной надежностью.

теги :