低温锂离子电池究竟该怎么加热？

一、外部加热

外部加热法是现在使用最为广泛的一种加热办法，首要是经过外部的热源对电池进行加热，首要特点是结构比较简略，可是外部加热功率较低，因而耗费的电能较多，一起也简略在电池内部发生温度梯度，然后导致电池内部衰降速度的不一致，影响锂离子电池的运用寿数。

(1)液体预热

比较于空气，液体具有更高的热导率和热容，因而导热功率更高，可是比较之下液体预热体系的杂乱程度更高。依据加热的时分电池是否与导热液体触摸，液体加热可以分为两大类：1)非触摸式加热;2)浸入式加热。一个典型的液体预热体系结构如下图所示，现在非触摸式液体预热体系现已使用在电动汽车之上，例如Volt选用了360V的加热器为液体加热，然后传递到电池之中，特斯拉也太用了液体预热的办法为电池组加热。

(2)空气预热

以空气为介质的温控体系由于结构简略，本钱较低，因而广泛的使用在电动汽车领域，其根本工作原理如下图所示，外界的空气首先经过加热体系升温后在电扇的用途下进入到电池组之中，然后为电池加热。一般来说，空气预热的办法可以完成0.5-3℃/min的升温速度。气流的速度和温度会对空气预热的用途发生影响，相关研讨标明进步气流速度要比进步空气温度的用途愈加明显。一起进步空气温度也或许会在电池内部发生更为明显的温度梯度，然后对电池寿数发生负面的影响。现在该种预热办法现已被使用的本田的Insight车型和丰田的普锐斯车型上，可是这种办法现在依然存在很多的缺乏，例如噪音问题，功率问题等。

(3)相变资料预热

无论是空气预热，还是液体预热办法都要在电池内添加较为杂乱的结构，例如管道、泵和加热器等，会添加电池组的本钱和规划难度。而相变资料为电池组的预热供应了一种更为简略的办法，这种办法首要是经过相变资料在相变进程中开释或吸收的热量完成为电池组加热和冷却的意图，可是相变资料的热导率通常比较低，不利于将热量快速传递到电池上，为了解决这一问题，人们提出了参加碳纳米管和金属框架等办法，可是现在这一办法还停留在试验室阶段，没有得到实践使用。

(4)电热器预热

除了上述的预热办法外，咱们还可以经过电热器为电池进行预热。

二、内部加热

比较于外部加热，内部加热有更快的加热速度和更高的加热速率，因而内部加热办法对锂离子电池进行预热也得到了广泛的关注，可是内部加热的操控机理比较照较杂乱，并且一些内加热的办法还存在一定的安全隐患。内部加热办法可以分为两大类：自加热和电流激起，下表为一些常见的内加热办法的比照。

1、自加热办法

从上表中可以看到自加热办法在升温速度上占有肯定的优势，这种办法是将一个Ni箔放入到电池内部，然后在电池外部引出极柱，经过外电路操控电池的加热。试验标明这种办法在将电池从-30℃加热到0℃时的升温速率可达60℃/min，而这一进程仅耗费5.5%的能量。

为了削减加热进程中电池内部的温度梯度，可以在电池内部参加多片Ni箔进行加热，研讨标明在电池内部参加两片Ni箔可以将电池从-20℃到0℃的升温速率进步到96℃/min，能量耗费仅为2.9%，而单片Ni片在相同的条件下的加热速率仅可以到达60℃/min，且要耗费4.1%的电能。由此可见多片Ni片的办法不光可以完成有用的下降电池内部的温度梯度，一起可以也可以有用的进步电池的加热速度。

2、外部电流激起办法

这种办法可以分为直流电预热法、交流电预热法和脉冲预热等几种办法。

3、直流电预热法

这种办法首要是直接为电池施加一个直流的放电电流，经过放电进程中电池发生的热量为电池加热。Qu等人研讨标明在18650电池上选用这种办法进行预热，可以完成4.29℃/min的加热速度(8、9.5和11A放电)。可是为了满足快速升温的要求，这种办法要选用大电流放电，此刻电池的极化较大，因而会导致电池容量衰降速度的添加，研讨标明在这样的预热办法下电池或许仅有81次左右的循环寿数。

4、交流电预热法

交流电加热办法是在电池两端施加一个交流电，使用锂离子电池的内部阻抗完成为电池加热，由于交流电的方向始终在快速改变，然后防止了直流电大电流放电加热进程形成的电池容量的衰降，一起比较于直流电加热办法，交流办法的加热速度更快，一起功率也更高。研讨标明，经过进步交流电的电流，下降频率可以有用的进步交流电加热的功率。

5、脉冲电流预热法

脉冲电流预热法是经过不持续的大电流放电的办法，经过锂离子电池内部的欧姆阻抗发生的热量，完成对锂离子电池的预热。比较于空气预热的办法，脉冲放电预热的办法可以完成电池内部更为均匀的温度散布(温度梯度小于2℃)，然后有用的削减由于电池内部温度梯度形成的容量衰降问题，可是选用这种办法为电池进行预热，要在电池组内添加一个放电回路，然后导致电池本钱的添加，因而现在这种预热办法还停留在试验室阶段，没有有商业化的使用。