De omgeving waarin de polymeer-lithiumbatterij wordt gebruikt, is ook van groot belang voor de levensduur. De omgevingstemperatuur is daarbij een belangrijke factor. Zowel een te lage als een te hoge omgevingstemperatuur kan de levensduur van Li-polymeerbatterijen beïnvloeden. In toepassingen met stroombatterijen en toepassingen waarbij temperatuur een grote rol speelt, is thermisch beheer van Li-polymeerbatterijen noodzakelijk om de efficiëntie van de batterij te verbeteren.

Oorzaken van interne temperatuurverandering in een lithium-polymeeraccu

VoorLi-polymeerbatterijenDe interne warmteontwikkeling bestaat uit reactiewarmte, polarisatiewarmte en Joule-warmte. Een van de belangrijkste oorzaken van de temperatuurstijging in een lithium-polymeeraccu is de temperatuurverhoging die wordt veroorzaakt door de interne weerstand van de accu. Bovendien zorgt de compacte plaatsing van de verwarmde cellen ervoor dat het midden van de accu meer warmte verzamelt dan de randen, wat de temperatuurongelijkheid tussen de afzonderlijke cellen in de lithium-polymeeraccu vergroot.

Temperatuurregelingsmethoden voor polymeer-lithiumbatterijen

1. Interne aanpassing

De temperatuursensor wordt geplaatst op de meest representatieve locatie, waar de grootste temperatuurschommelingen optreden, met name bij de hoogste en laagste temperaturen, en in het midden van de polymeer-lithiumbatterij, waar de warmte zich het meest ophoopt.

1. Externe regelgeving

Koelingsregeling: Gezien de complexiteit van de thermische beheersingsstructuur van lithium-polymeerbatterijen, maken de meeste momenteel gebruik van een eenvoudige luchtkoelingsmethode. En met het oog op een gelijkmatige warmteafvoer wordt meestal gekozen voor parallelle ventilatie.

1. Temperatuurregeling: de eenvoudigste verwarmingsstructuur is het toevoegen van verwarmingsplaten aan de boven- en onderkant van de Li-polymeeraccu om verwarming te realiseren, er is een verwarmingsleiding voor en na elke Li-polymeeraccu of er wordt gebruik gemaakt van verwarmingsfolie die eromheen is gewikkeld.Li-polymeerbatterijvoor verwarming.

De belangrijkste redenen voor de afname van de capaciteit van lithium-polymeerbatterijen bij lage temperaturen.

1. Slechte elektrolytgeleidbaarheid, slechte bevochtiging en/of permeabiliteit van het membraan, tragere migratie van lithiumionen, tragere ladingsoverdrachtssnelheid aan het elektrode/elektrolyt-grensvlak, enz.

2. Bovendien neemt de impedantie van het SEI-membraan toe bij lage temperaturen, waardoor de snelheid waarmee lithiumionen door de elektrode/elektrolyt-interface passeren, afneemt. Een van de redenen voor de toename van de impedantie van de SEI-film is dat lithiumionen bij lage temperaturen gemakkelijker loskomen van de negatieve elektrode en moeilijker kunnen worden ingebed.

3. Tijdens het opladen zal lithiummetaal verschijnen en reageren met de elektrolyt om een ​​nieuwe SEI-film te vormen die de oorspronkelijke SEI-film bedekt. ​​Dit verhoogt de impedantie van de batterij, waardoor de capaciteit van de batterij afneemt.

De invloed van lage temperaturen op de prestaties van lithium-polymeerbatterijen

1. Lage temperatuur heeft een negatieve invloed op de laad- en ontlaadprestaties.

Naarmate de temperatuur daalt, nemen de gemiddelde ontladingsspanning en ontladingscapaciteit af.lithium-polymeerbatterijenVooral bij temperaturen van -20 ℃ nemen de ontladingscapaciteit en de gemiddelde ontladingsspanning van de batterij sneller af.

2. Lage temperatuur en de invloed daarvan op de cyclusprestaties

De capaciteit van de batterij neemt sneller af bij -10℃, en na 100 cycli blijft er slechts 59 mAh/g over, wat neerkomt op een capaciteitsverlies van 47,8%. De batterij, die bij lage temperatuur was ontladen, werd vervolgens bij kamertemperatuur getest door te laden en te ontladen, waarbij het herstelvermogen van de capaciteit gedurende deze periode werd onderzocht. De capaciteit herstelde tot 70,8 mAh/g, met een capaciteitsverlies van 68%. Dit toont aan dat de cycli bij lage temperatuur een grotere invloed hebben op het herstel van de batterijcapaciteit.

3. Invloed van lage temperaturen op de veiligheidsprestaties

Het opladen van een polymeer-lithiumbatterij is een proces waarbij lithiumionen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode migreren via de elektrolyt. De lithiumionen polymeriseren vervolgens op de negatieve elektrode en worden door zes koolstofatomen ingesloten. Bij lage temperaturen neemt de chemische reactieactiviteit af, waardoor de migratie van lithiumionen trager verloopt. De lithiumionen die zich nog niet in de negatieve elektrode hebben genesteld, zijn gereduceerd tot lithiummetaal en vormen lithiumdendrieten. Deze dendrieten kunnen gemakkelijk door het membraan heen prikken en kortsluiting in de batterij veroorzaken, wat de batterij kan beschadigen en tot veiligheidsrisico's kan leiden.

Tot slot willen we u er nogmaals op wijzen dat het beter is om lithium-polymeeraccu's niet op te laden in de winter bij lage temperaturen. Door de lage temperaturen kunnen de lithiumionen op de negatieve elektrode ionenkristallen vormen, die direct het membraan kunnen doorboren. Dit veroorzaakt doorgaans een micro-kortsluiting die de levensduur en prestaties beïnvloedt, en kan in ernstige gevallen zelfs leiden tot een explosie. Sommige mensen denken daarom dat het opladen van lithium-polymeeraccu's in de winter niet mogelijk is. Dit komt doordat het batterijbeheersysteem (BMS) een beveiligingsfunctie heeft.