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三元锂电池工作温度,锂电池受温度影响吗

2019-08-22   点击量:2852

三元锂电池工作温度,锂电池受温度影响吗?三元锂电池的工作温度一般在0-40度。对于锂电池来说,目前业内尚未有明确的理论支撑其各温度性能下的内阻、放电平台、寿命、容量等必然联系,相关的计算公式和数学模型还在摸索阶段。锂电池对0-40℃这个区间的温度并不敏感,然而一旦温度超过这个区间,寿命和容量就会打折扣。


三元锂电池工作温度


三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在3.0V左右)会有明显的容量不足的感觉。


三元锂电池适应的工作温度很广,其电热峰值可达到350℃-500℃。相对于普通的铅酸电池,其储能能力更强,而且其材料相对较轻质。作为充电的锂电池,三元锂电池输出电压稳定、输出电压高、性能稳定、容量大、使用寿命长、工作温度范围广、安全性好以及环保无污染,因此在未来锂电池发展道路上具有很大的上升空间,但还需不断研究以求达到改善其自身缺陷的目的。


在较高的温度下三元锂电池受影响较小,如在55℃时电池相对25℃时的放电容量只稍有增加。常规的锂电池工作温度:-20℃~60℃,不过一般低于0℃后锂电池性能就会下降,放电能力就会相应降低,所以锂电池性能完全的工作温度,常见是0~40℃。一些特殊环境要求的锂电池温度就各有不同了,有些甚至可以在上百摄氏度的环境中正常运行。


三元锂电池受温度影响吗?


锂离子电池实际应用中,材料的高温稳定性也是需要我们考虑的,一般而言,提高温度可以改善三元锂电池内的动力学条件,从而提高电池的性能,这一点从电池在60℃下的容量发挥可以明显的看出来,但是高温会对材料的循环稳定性产生一定的影响。


例如在20℃常温下,三元锂电池的三种材料在前50次循环,具有比较接近的循环性能,但是将温度提高到60℃后,NMC811和NCA材料循环50次后的容量保持率明显低于NMC622材料,这表明NMC622材料具有更高的热稳定性。


影响三元锂电池的三元材料循环性能的因素分析,例如充电截止电压和化成的电压和电流,以及环境温度对NMC和NCA材料循环性能的影响,从本质上来说随着NMC材料脱锂数量的增加,会导致材料的结构稳定性下降,影响循环性能。


此外,高温也会对材料的稳定性产生负面的影响,从而导致材料循环性能下降。根据NMC材料的特性,设计了一种全新的充电制度,既截止容量限制,对充电电压进行调整保证电池每次充电的容量都是相同的,从而克服由于电池过电势导致的充电容量和放电容量的衰降,很好的改善了三元锂电池的循环性能。


三元锂电池寿命是多久?


如果在高温环境中使用锂离子电池,比如350C以上的温度,电池储存的电量将会持续减少,由此导致锂电池的使用寿命不会像在常温环境工作中的时间那么长。在这种高温环境下给电池充电,电池将受到很大程度的损伤,由此影响电池的使用寿命。即使在较热环境中充电也会对电池造成不同程度的损伤,因此应该尽量避免在高温环境下给电池充电。如果在低温环境下给电池充电,比如低于40C的环境中,同样也会给电池造成损坏。


如果长期没有给三元锂电池充电,会降低其寿命。三元锂离子电池需要在电子长期保持流动的状态下才会达到其理想的使用寿命。三元锂离子电池在全球的商业化生产技术并不是很成熟,现在所占有的市场份额并不高。


三元锂电池的理论寿命约为800次循环,在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次(标准条件下充放电),但是电芯在配组做成电池包后,由于一致性问题,主要是电压和内阻不可能完全一样,其循环寿命大约为400次。


以上就是三元锂电池工作温度、寿命的介绍。三元锂离子电池需要在电子长期保持流动的状态下才会达到其理想的使用寿命。新型锂电池采用与电解液相容的材料,这种材料是湿润的,且化学成份是稳定的。电介质的蒸发力低,电化学稳定性好,从而改进了电池的包装和安全性。而且这种电池可在低于100℃的中温条件下进行运行,因而适用于机动车、通讯和其它多方面。


钜大特种电池工程研究院

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