Литий-железо-фосфатный аккумулятор,литий-ионные аккумуляторы,решение для хранения энергии

Что такое низкотемпературная технология литий-ионных аккумуляторов?-Производительность

26 Aug 2021

Что такое низкотемпературная технология литий-ионных аккумуляторов?

Компания EverExceed недавно представила новую технологию низкотемпературной обработки. Литий-железо-фосфатная батарея , который можно заряжать даже при температуре 0°C и ниже. В серии из пяти технических статей мы подробно расскажем об этой революционной технологии. В этой статье мы поговорим о «производительности» литиевых аккумуляторов, изготовленных по низкотемпературной технологии.

Производительность:

Для литий-ионные аккумуляторы 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 она будет указывать не только минимальную температуру разряда, но и четко оговаривать, что зарядка может осуществляться только с небольшой скоростью при низкой температуре и не может быть полностью заряжена (например, зарядка при температуре 0 ~ 15 °C может осуществляться только током 0,2 °C, а верхнее предельное напряжение составляет 4,0 В), из-за опасений, что пользователь пересечет порог грозы. Поэтому возникает вопрос: изначально пользователям нужен универсальный боец, который должен учитывать как высокие, так и низкие температуры, но почему производители литиевых аккумуляторов устанавливают такие жесткие ограничения?

Начнём с характеристик литий-ионных аккумуляторов при низких температурах. При одинаковой 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, в результате чего емкость разряда при низкой температуре значительно ниже емкости при комнатной температуре. Необходимо пояснить, что емкость литий-ионного аккумулятора при низкой температуре не исчезает, но он не может быть полностью разрядлен в пределах нормального диапазона напряжений (≥ 3,0 В). Если напряжение отключения разряда может быть увеличено, оставшаяся емкость может быть разрядлена. Но проблема в том, что низкое напряжение не может поддерживать нормальное использование электрооборудования, поэтому низкое нижнее предельное напряжение (< 2,5 В) обычно не имеет большого значения для обсуждения.

По сравнению с низкотемпературным разрядом, низкотемпературная зарядка литий-ионных аккумуляторов менее эффективна. Во-первых, зарядка при низкой температуре быстро достигает стадии постоянного напряжения, что приводит к некоторому снижению зарядной ёмкости и увеличению времени зарядки, как показано на рисунке ниже:

Более того, при зарядке литий-ионного аккумулятора при низкой температуре ионы лития могут не закрепиться в графитовом аноде, и литиевые дендриты будут осаждаться на поверхности анода, образуя металлические литиевые дендриты. Эта реакция расходует литий-ионы в аккумуляторе, который может многократно заряжаться и разряжаться, что значительно снижает его ёмкость. Отделившиеся металлические литиевые дендриты также могут прокалывать мембрану, что влияет на безопасность. Ниже приведены картины выделения лития на поверхности отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора после низкотемпературной зарядки:

Емкость разряда литий-ионных аккумуляторов при низкой температуре снизится, 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 является постоянной потерей емкости.

В связи с более выраженным вредным выделением лития при низкотемпературной зарядке, контроль низкотемпературной зарядки литий-ионных аккумуляторов более строгий, чем контроль низкотемпературной разрядки. В настоящее время многие компании, производящие аккумуляторы, описывают условия зарядки литий-ионных аккумуляторов как «ступенчатую зарядку». Вот аналогичный пример:

Температура зарядки	Ток зарядки	Верхний предел напряжения
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 немного странным для потребителей, этот метод широко используется производителями аккумуляторов, чтобы избежать осаждения лития во время низкотемпературной зарядки.

Теперь подведем итоги. Из-за низкого напряжения на плато литий-ионного аккумулятора при низкотемпературном разряде разрядная ёмкость при низкой температуре значительно снижается, но эта потеря автоматически компенсируется зарядом и разрядом при нормальной температуре, что является обратимой потерей. Однако при низкотемпературном заряде слишком низкая температура или слишком высокая скорость заряда приведут к необратимому образованию литиевых дендритов и необратимой потере ёмкости, что повлияет на безопасность аккумулятора.

Заключение:

Чтобы соответствовать требованиям холодных стран, где вам нужна надежная решение для хранения энергии Инженеры EverExceed долго искали подходящее решение для наружного применения, и в результате появилась новая технология. Поэтому для вашего решения по хранению энергии при низких температурах выбирайте EverExceed как бренд, гарантирующий абсолютную надежность.

Теги :