钜大LARGE | 点击量:1789次 | 2019年11月21日
你知道是哪些因素决定了电池在低温环境下的电流输出吗?
锂电池功率及低温特性受哪些因素影响?
在溶剂方面,羧酸酯溶剂可以显著提高电池的低温性能,尤其是在-30℃以下的温度下,羧酸酯类溶剂的性能显著优于碳酸酯类溶剂。但羧酸酯类溶剂对负极SEI具有一定的破坏作用。比如常用的羧酸酯溶剂EP,用在磷酸铁锂电池上,低温放电平台有明显提高,但高温储存性能和循环性能会显著下降,该溶剂对负极的SEI有明显破坏作用,目前来看并不适合作为动力电池的溶剂。
对于轻混及微混车来说,由于对功率特性及低温特性的要求很高,采用大量低粘度的线性碳酸酯(DMC和EMC)是目前的必然选择。
主要由于EMC的粘度高于DMC且介电常数低于DMC,因此用EMC替代部分DMC会增加电池在常温下的DCIR,但是一定量的EMC取代DMC后能够提高电池的低温性能,其原因可能是由于EMC与锂离子的溶剂化作用弱,降低了低温下脱溶剂化这一步的活化能。
而环状碳酸酯(EC和PC)由于介电常数高且粘度大,在电解液中的含量需要综合考虑室温功率特性和低温性能来确定。如下图所示,溶剂配比的选择是一个平衡的艺术。
新宙邦石桥实验:锂电池功率及低温特性受哪些因素影响?
同时,锂盐浓度对功率特性和低温性能也有一定的影响,且存在一个最优的量,需要根据具体情况来优化。
在添加剂方面,其对SEI和CEI的特性有非常显著的影响,对电池的功率特性和低温性能的影响也是非常大的。
目前,添加剂对阻抗的影响有三种典型的类型:一是很多优良的正负极成膜添加剂会显著增大界面阻抗,如最常用的性能优异的正负极成膜添加剂VC和PS都会明显增加正负极的界面阻抗;二是一些特殊的成膜添加剂在一定情况下可以降低界面阻抗,如DTD;三是一些锂盐型添加剂可以显著降低界面阻抗,如SCT97。详情请看下图。