鋰動(dòng)力電池高低溫特性有哪些？快來(lái)收藏吧！

鋰動(dòng)力電池是20世紀(jì)開(kāi)發(fā)成功的新型高能電池。這種電池的負(fù)極是金屬鋰，正極用MnO2，SOCL2，(CFx)n等。70年代進(jìn)入實(shí)用化。因其具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于軍事和民用小型電器中。

鋰動(dòng)力電池在不同低溫下的放電容量曲線如圖1所示，與室溫20℃相比，低溫-20℃下容量衰減已經(jīng)比較明顯，到-30℃是容量損失更多，-40℃下容量連一半都不到了。

從電化學(xué)角度分析，溶液電阻、SEI膜電阻在整個(gè)溫度范圍內(nèi)變化不大，對(duì)鋰動(dòng)力電池低溫性能的影響較小;電荷傳遞電阻隨溫度的降低而顯著增加，且在整個(gè)溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。這是因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低，SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大，導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大，在鋰動(dòng)力電池的放電曲線上就表現(xiàn)為平均電壓和放電容量均隨著溫度降低而降低。

鋰動(dòng)力電池在低溫充電過(guò)程中的歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化將加大，導(dǎo)致金屬鋰沉積，使電解液分解，最終導(dǎo)致電極表面SEI膜增厚、SEI膜電阻增加，在放電曲線上表現(xiàn)為放電平臺(tái)和放電容量降低。

鋰動(dòng)力電池在低溫條件下，化學(xué)反應(yīng)活性降低，同時(shí)鋰離子遷移變慢，在負(fù)極表面的鋰離子還沒(méi)有嵌入到負(fù)極中已經(jīng)先還原成金屬鋰，并在負(fù)極表面沉淀析出形成鋰枝晶，這容易刺穿隔膜造成電池內(nèi)短路，進(jìn)而損壞電池，造成安全事故。

(2)鋰動(dòng)力電池高溫特性

鋰動(dòng)力電池在120℃高溫下，鋰動(dòng)力電池的部分正極粘結(jié)劑PVdF將從Part1區(qū)域遷移到正極表面，造成Part1區(qū)域的粘結(jié)劑含量下降，即活性材料中粘結(jié)劑的缺失，導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)的能力下降。在Part2區(qū)域，因是正極的主體，粘結(jié)劑含量正常，高溫影響不大，活性材料可以正常進(jìn)行反應(yīng)。

鋰動(dòng)力電池在85℃下循環(huán)，鋰動(dòng)力電池的負(fù)極表面出現(xiàn)固體電解質(zhì)，負(fù)極表面被新生成的固體電解質(zhì)覆蓋。當(dāng)溫度上升在120℃時(shí)，生成了更多的固體電解質(zhì)，負(fù)極表面被更多的固體電解質(zhì)覆蓋，消耗了更多的活性鋰離子，造成鋰動(dòng)力電池容量的下降。

2.鋰動(dòng)力電池模組溫度采集方法

在設(shè)計(jì)鋰動(dòng)力電池模組溫度采集點(diǎn)時(shí)，采用的溫度采集的方法有：

1)直接采集電芯溫度，通常是把NTC熱敏電阻布置在鋰動(dòng)力電池模組電芯表面。在鋰動(dòng)力電池模組電芯的特性比較均勻時(shí)，NTC熱敏電阻在鋰動(dòng)力電池模組電芯表面上布置時(shí)，可以采取粘貼方法。

2)間接通集電芯溫度，比較典型的辦法是在鋰動(dòng)力電池模組的兩個(gè)端板處，在鋰動(dòng)力電池模組的端板上嵌入NTC熱敏電阻，這樣能夠準(zhǔn)確的感知頭尾兩片動(dòng)力電池電芯的溫度，根據(jù)采集頭尾兩片動(dòng)力電池電芯的溫度推算出整個(gè)鋰動(dòng)力電池模組電芯的溫度。

3)采集動(dòng)力電池電芯互聯(lián)板上端的溫度，即把NTC熱敏電阻嵌入到動(dòng)力電池電芯的內(nèi)部互聯(lián)板里面，開(kāi)準(zhǔn)確的感知?jiǎng)恿﹄姵仉娦镜淖罡邷囟取?

4)采集鋰動(dòng)力電池模組母線溫度，在鋰動(dòng)力電池模組母線上設(shè)有凹槽，溫度傳感器固定于所述凹槽中，凹槽內(nèi)設(shè)有用于固定溫度傳感器的固定膠。

5)采集鋰動(dòng)力電池模組蓋板表面的溫度，將NTC熱敏電阻直接粘貼在鋰動(dòng)力電池模組蓋板上。

在NTC熱敏電阻與動(dòng)力電池母線排、電芯互聯(lián)板連接或與鋰動(dòng)力電池模組電芯表面、蓋板表面上粘合時(shí)，需要考慮操作工藝對(duì)NTC熱敏電阻的影響。在固定過(guò)程中若操作不當(dāng)，可能會(huì)造成NTC熱敏電阻斷線、短路或引線涂層斷裂。因NTC熱敏電阻內(nèi)部的基材陶瓷屬于易碎材料，在連接或粘貼的過(guò)程處理中不能施加過(guò)大壓力或沖擊，否則會(huì)導(dǎo)致引線與元件之間的接合部斷開(kāi)，或?qū)е略屏?。在連接或粘貼時(shí)還需考慮NTC熱敏電阻在整個(gè)溫度范圍內(nèi)不同材料的膨脹系數(shù)，否則產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力損壞NTC熱敏電阻本身。