钜大LARGE | 点击量:941次 | 2020年09月30日
如何提高磷酸铁锂离子电池的低温性能?
首先从正极方面:正极现在都是纳米化,它的粒径,AB平面轴长大小两方面方面会影响到整个锂离子电池低温的特性。AB面轴长的增大使得锂离子迁移通道会变大,将有利于提高电池倍率的性能。不同工艺对正极也有不同的影响,100到200纳米粒径磷酸铁锂做出的电池低温放电特性比较好,在-20度可以释放94%,也就是粒径的纳米化缩短了迁移的路径,也提高了低温放电的性能。
锂离子电池
然后是占重要部分的负极:我们选取了三种不同的人造石墨作为负极,来研究不同的层间距和粒径对低温特性的影响。从三种材料来看,层间距大的颗粒石墨,从阻抗来讲,本体阻抗和离子迁移阻抗比较小一点。
有关电解液:在-20度至30度下电解液结冰,黏度增大,形成性能恶化。电解液从三方面:溶剂,锂盐,添加剂。通过实验我们发现溶剂对磷酸铁锂离子电池低温影响从70%多影响到90%多。所以溶剂、锂盐还有添加剂都对我们的动力锂电池低温特性有一定的影响。
磷酸铁锂动力锂电池组六大特性
(1)高倍率放电
当测试温度为25℃,测试电压为2.9~3.3V时,磷酸铁锂离子电池不同倍率放电曲线如图所示,从图中可以看出,在不同测试电压及倍率下,放电电压接近2.0V时放电容量接近100%。
(2)高能量密度
锂离子电池的重量能量密度为150Wh/kg。相同体积下,锂离子电池的能量密度约是铅酸电池的3~4倍。相同容量的磷酸铁锂离子电池与铅酸电池相比,重量减少了约60%~70%,铁锂离子电池和铅酸电池能量比较见表1。
(3)循环性能高
在正常情况下,普通铅酸电池的充放电周期为300~500次,锂离子电池的充放电周期可以超过1000次。
(4)可快速充电
能量转化效率高,可以在1~3h内完成充电,而普通铅酸电池则不能如此快速充电。
(5)安全性高
由于普通铅酸电池含铅、锑等重金属,易对环境造成严重污染,使用与维护易发生泄漏,若内部硫酸外溢,则会造成设备腐蚀、人员伤害事故,而磷酸铁锂离子电池不含任何对人体有害的重金属元素、无污染、高安全性,是目前最安全的锂离子电池。
(6)成本低
传统的48V铅酸电池生命周期一般为5年,通信铁锂离子电池生命周期可以达到10年。此外,磷酸铁锂离子电池采用智能间歇式充放电管理模式,很大程度上降低了耗电成本。
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