低溫環(huán)境對電池容量有多大影響
低溫環(huán)境對電池容量影響較大。低溫時,電瓶電解液導電率降低、粘度提升,難以滲透到極板內(nèi)部,和極板活性物質反應效率變低,電池內(nèi)阻加大,溫度每下降1℃,容量大概減少1%。
鋰離子電池在低溫環(huán)境下也面臨諸多狀況。電解液粘度變大、離子傳導速度變慢、電池極化、充放電容量降低。正常情況下,鋰電池不同溫度下容量有差異,-10℃時可用容量約為70%,0℃時約為80%,25℃以上時才是100%。在-20℃的低溫條件下,鋰離子電池的放電容量可能僅為室溫條件下的約31.5%。
制約鋰離子電池低溫性能的因素有不少。低溫下,電解液黏度增大甚至部分凝固,導電率下降;電解液與負極、隔膜之間的相容性變差;鋰離子電池的負極析出鋰嚴重,析出的金屬鋰與電解液反應,產(chǎn)物沉積導致固態(tài)電解質界面(SEI)厚度增加。
三元鋰電池在低溫下也有特定表現(xiàn)。技術要求是電池在低于0度的氣溫環(huán)境中不允許充電,或者充電電流只能限制在0.1C的范圍內(nèi)。放電方面,一般情況下當氣溫低于10度時,整體電容量釋放只有原來的90%,低于0度就只能達到80%。
在所有環(huán)境因素中,溫度對電池充放電性能影響最大。低溫下,電解液粘度降低、導電性下降,活性物質活性降低,會使電解液濃度差變大、極化增強,充電提前終止。更關鍵的是,鋰離子在碳負極的擴散速度更慢,電極反應速率下降。假設電池電壓保持恒定,放電電流降低,電池功率輸出也會下降。比如磷酸鐵鋰正極本身電子導電性差,低溫環(huán)境下易產(chǎn)生極化降低電池容量;受低溫影響,石墨嵌鋰速度降低,易在負極表面析出金屬鋰,同時電解液粘度增加,鋰離子遷移阻抗也隨之增大。
了解低溫環(huán)境對電池容量的這些影響后,就能更好應對不同溫度下電池使用的狀況啦 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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