Anche l'ambiente in cui viene utilizzata una batteria ai polimeri di litio è molto importante nell'influenzarne il ciclo di vita. Tra questi, la temperatura ambiente è un fattore molto importante. Una temperatura ambiente troppo bassa o troppo alta può influire sul ciclo di vita delle batterie ai polimeri di litio. Nelle applicazioni di batterie di potenza e in quelle in cui la temperatura è un fattore determinante, è necessaria una gestione termica delle batterie ai polimeri di litio per migliorarne l'efficienza.

Cause della variazione della temperatura interna del pacco batteria ai polimeri di litio

Perbatterie ai polimeri di litioIl calore interno generato è costituito da calore di reazione, calore di polarizzazione e calore Joule. Uno dei principali motivi dell'aumento di temperatura delle batterie ai polimeri di litio è l'aumento di temperatura causato dalla resistenza interna della batteria. Inoltre, a causa della densità del corpo cella riscaldato, la regione centrale è destinata ad accumulare più calore e la regione periferica meno, il che aumenta lo squilibrio di temperatura tra le singole celle nella batteria ai polimeri di litio.

Metodi di regolazione della temperatura delle batterie ai polimeri di litio

1. Regolazione interna

Il sensore di temperatura verrà posizionato nel punto più rappresentativo e con la maggiore variazione di temperatura, in particolare nella zona con la temperatura più alta e più bassa, nonché al centro dell'area di accumulo di calore più potente della batteria ai polimeri di litio.

1. Regolazione esterna

Regolazione del raffreddamento: attualmente, considerata la complessità della struttura di gestione termica delle batterie ai polimeri di litio, la maggior parte di esse adotta la semplice struttura del metodo di raffreddamento ad aria. E, data l'uniformità della dissipazione del calore, la maggior parte adotta il metodo di ventilazione parallela.

1. Regolazione della temperatura: la struttura di riscaldamento più semplice è quella di aggiungere piastre riscaldanti sulla parte superiore e inferiore della batteria ai polimeri di litio per implementare il riscaldamento, c'è una linea di riscaldamento prima e dopo ogni batteria ai polimeri di litio o l'uso di una pellicola riscaldante avvolta attorno allaBatteria ai polimeri di litioper il riscaldamento.

Le principali cause della riduzione della capacità delle batterie ai polimeri di litio a basse temperature

1. Scarsa conduttività dell'elettrolita, scarsa bagnabilità e/o permeabilità del diaframma, migrazione più lenta degli ioni di litio, velocità di trasferimento della carica più lenta all'interfaccia elettrodo/elettrolita, ecc.

2. Inoltre, l'impedenza della membrana SEI aumenta a basse temperature, rallentando la velocità di passaggio degli ioni di litio attraverso l'interfaccia elettrodo/elettrolita. Uno dei motivi dell'aumento dell'impedenza del film SEI è che è più facile per gli ioni di litio staccarsi dall'elettrodo negativo a basse temperature e più difficile incorporarli.

3. Durante la carica, il litio metallico apparirà e reagirà con l'elettrolita per formare una nuova pellicola SEI che ricopre la pellicola SEI originale, aumentando l'impedenza della batteria e causando così una diminuzione della capacità della batteria.

Bassa temperatura sulle prestazioni delle batterie ai polimeri di litio

1. bassa temperatura sulle prestazioni di carica e scarica

Con la diminuzione della temperatura, la tensione di scarica media e la capacità di scarica dibatterie ai polimeri di litiosono ridotte, soprattutto quando la temperatura è di -20 ℃, la capacità di scarica della batteria e la tensione di scarica media diminuiscono più velocemente.

2. Bassa temperatura sulle prestazioni del ciclo

La capacità della batteria diminuisce più rapidamente a -10 °C e rimane a soli 59 mAh/g dopo 100 cicli, con un decadimento della capacità del 47,8%. La batteria scaricata a bassa temperatura viene testata a temperatura ambiente per la carica e la scarica, e le prestazioni di recupero della capacità vengono esaminate durante questo periodo. La sua capacità è tornata a 70,8 mAh/g, con una perdita di capacità del 68%. Ciò dimostra che il ciclo a bassa temperatura della batteria ha un impatto maggiore sul recupero della capacità della batteria.

3. Impatto della bassa temperatura sulle prestazioni di sicurezza

La carica delle batterie ai polimeri di litio è il processo di distacco degli ioni di litio dall'elettrodo positivo attraverso la migrazione dell'elettrolita incorporato nel materiale negativo. Gli ioni di litio raggiungono l'elettrodo negativo tramite polimerizzazione, tramite sei atomi di carbonio che catturano uno ione di litio. A basse temperature, l'attività della reazione chimica si riduce, mentre la migrazione degli ioni di litio diventa più lenta. Gli ioni di litio sulla superficie dell'elettrodo negativo non sono stati incorporati nell'elettrodo negativo e si sono ridotti a litio metallico, con conseguente precipitazione sulla superficie dell'elettrodo negativo per formare dendriti di litio, che possono facilmente perforare il diaframma, causando un cortocircuito nella batteria, che può danneggiare la batteria e causare incidenti di sicurezza.

Infine, vogliamo ricordarvi che è meglio non caricare le batterie ai polimeri di litio in inverno a basse temperature, perché a causa delle basse temperature, gli ioni di litio annidati sull'elettrodo negativo producono cristalli di ioni, perforando direttamente il diaframma, causando generalmente un microcortocircuito che ne compromette la durata e le prestazioni, con conseguenti gravi esplosioni dirette. Pertanto, alcune persone ritengono che la ricarica invernale delle batterie ai polimeri di litio non sia possibile, poiché il sistema di gestione della batteria è in parte dovuto alla protezione del prodotto.