Środowisko, w którym używany jest akumulator litowo-polimerowy, ma również istotny wpływ na jego cykl życia. Jednym z czynników jest temperatura otoczenia. Zbyt niska lub zbyt wysoka temperatura otoczenia może wpłynąć na cykl życia akumulatorów litowo-polimerowych. W zastosowaniach z akumulatorami zasilającymi oraz w zastosowaniach, w których temperatura ma istotny wpływ, zarządzanie temperaturą akumulatorów litowo-polimerowych jest niezbędne w celu poprawy ich wydajności.

Przyczyny zmiany temperatury wewnętrznej akumulatora litowo-polimerowego

DlaBaterie litowo-polimeroweCiepło wewnętrzne generowane jest przez ciepło reakcji, ciepło polaryzacji i ciepło Joule'a. Jedną z głównych przyczyn wzrostu temperatury akumulatora litowo-polimerowego jest wzrost temperatury spowodowany oporem wewnętrznym akumulatora. Ponadto, ze względu na gęste rozmieszczenie ogrzewanych ogniw, obszar środkowy z pewnością gromadzi więcej ciepła, a obszar krawędziowy mniej, co zwiększa nierównowagę temperatur między poszczególnymi ogniwami akumulatora litowo-polimerowego.

Metody regulacji temperatury baterii litowo-polimerowych

1. Regulacja wewnętrzna

Czujnik temperatury zostanie umieszczony w miejscu najbardziej reprezentatywnym, gdzie występują największe zmiany temperatury, szczególnie w zakresie najwyższej i najniższej temperatury, a także w centrum obszaru akumulacji ciepła akumulatora litowo-polimerowego.

1. Regulacja zewnętrzna

Regulacja chłodzenia: Obecnie, biorąc pod uwagę złożoność struktury zarządzania temperaturą w akumulatorach litowo-polimerowych, większość z nich stosuje prostą konstrukcję chłodzenia powietrzem. Biorąc pod uwagę równomierność rozpraszania ciepła, większość z nich stosuje metodę wentylacji równoległej.

1. Regulacja temperatury: najprostsza struktura grzewcza polega na dodaniu płyt grzewczych na górze i dole akumulatora litowo-polimerowego w celu zapewnienia ogrzewania. Przed i za każdym akumulatorem litowo-polimerowym znajduje się linia grzewcza lub można zastosować folię grzewczą owiniętą wokół akumulatora.Akumulator litowo-polimerowydo ogrzewania.

Główne przyczyny spadku pojemności baterii litowo-polimerowych w niskich temperaturach

1. Słaba przewodność elektrolitu, słabe zwilżanie i/lub przepuszczalność membrany, wolniejsza migracja jonów litu, wolniejsza szybkość przenoszenia ładunku na granicy elektroda/elektrolit itp.

2. Ponadto, impedancja membrany SEI wzrasta w niskich temperaturach, spowalniając tempo przepływu jonów litu przez granicę faz elektroda/elektrolit. Jedną z przyczyn wzrostu impedancji folii SEI jest to, że jony litu łatwiej odrywają się od elektrody ujemnej w niskich temperaturach i trudniej je osadzają.

3. Podczas ładowania pojawia się metaliczny lit, który reaguje z elektrolitem, tworząc nową warstwę SEI pokrywającą pierwotną warstwę SEI, co zwiększa impedancję akumulatora i tym samym powoduje zmniejszenie jego pojemności.

Niska temperatura wpływa na wydajność baterii litowo-polimerowych

1. niska temperatura wpływa na wydajność ładowania i rozładowywania

W miarę obniżania się temperatury średnie napięcie rozładowania i pojemność rozładowaniabaterie litowo-polimeroweulegają zmniejszeniu, zwłaszcza gdy temperatura wynosi -20 ℃, pojemność rozładowania akumulatora i średnie napięcie rozładowania maleją szybciej.

2. Niska temperatura wpływa na wydajność cyklu

Pojemność akumulatora spada szybciej w temperaturze -10°C, a po 100 cyklach ładowania i rozładowania pozostaje ona na poziomie zaledwie 59 mAh/g, przy spadku pojemności o 47,8%. Akumulator rozładowany w niskiej temperaturze jest testowany w temperaturze pokojowej pod kątem ładowania i rozładowywania, a w tym czasie badana jest zdolność odzyskiwania pojemności. Pojemność odzyskana do 70,8 mAh/g, przy spadku pojemności o 68%. To pokazuje, że cykl ładowania i rozładowywania akumulatora w niskiej temperaturze ma większy wpływ na odzyskiwanie pojemności akumulatora.

3. Wpływ niskiej temperatury na bezpieczeństwo

Ładowanie akumulatora litowo-polimerowego to proces, w którym jony litu odrywają się od elektrody dodatniej poprzez migrację elektrolitu osadzonego w materiale ujemnym. Jony litu polimeryzują do elektrody ujemnej, a sześć atomów węgla wychwytuje jon litu. W niskich temperaturach aktywność reakcji chemicznych ulega zmniejszeniu, a migracja jonów litu staje się wolniejsza. Jony litu na powierzchni elektrody ujemnej nie osadzają się w elektrodzie ujemnej, przekształcając się w lit metaliczny. Na powierzchni elektrody ujemnej tworzą się dendryty litu, które mogą łatwo przebić membranę, powodując zwarcie w akumulatorze, co może doprowadzić do jego uszkodzenia i wypadku.

Na koniec przypominamy, że akumulatorów litowo-polimerowych najlepiej nie ładować zimą w niskich temperaturach. Z powodu niskich temperatur jony litu osadzone na elektrodzie ujemnej będą tworzyć kryształy jonów, które bezpośrednio przebiją membranę. To zazwyczaj powoduje mikrozwarcie, co negatywnie wpływa na żywotność i wydajność, a nawet może doprowadzić do poważnego bezpośredniego wybuchu. Dlatego niektórzy uważają, że zimowe ładowanie akumulatorów litowo-polimerowych nie jest możliwe ze względu na ochronę produktu.