钜大LARGE | 点击量：1232次 | 2021年05月17日
你了解锂离子电池的低温技术么？
主机&保护板低温防护
由于低温充电对电池存在不可逆损伤，因此低温充电改善的最简单方法无非就是：既然低温不能充电，那就干脆不充电。
低温防护的重要思路是通过保护板的热敏电阻NTC测量外界温度，并将测量出的温度反馈到主机或保护板主控芯片上，当监控到的外界温度过低不合适充电时，主机或者主控芯片就会切断充电功能。
在这一过程中，NTC作为测量温度数值的器件，其电阻会随着温度发生明显变化，测量出了NTC的电阻，就可以得到对应的环境温度值。
在NTC反馈温度之后,主机或者保护板主控芯片会根据之前设定好的程序、在特定温度条件下关断产品的充电回路。从而达到低温下保护电池不会被充电的目的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
但是明眼的小伙伴一下子就可以看出来，低温防护措施治标不治本，因为电池在低温防护下丧失了充电的功能。那么是否有低温下保持电池可以正常充电的方法呢？答案是肯定。
外回路加热
关于动力锂电池而言，不允许低温充电显然是不现实的，为了保证其在低温时的充电，就只能对电池进行加热了。
外回路加热的方法多见诸于各项动力锂电池专利，重要方式是在电池回路中新增一个PTC加热器及传热器，当外界温度过低时，充电电流只流经加热器，而后传热器将热量传导给电芯，在电芯温度升高到目标温度之前，其处于休眠状态。
由于有了低温加热装置，我们终于可以对低温充电说：不怕不怕啦~~~但问题依旧存在：这种外回路加热的方式，效率太慢，其往往要数十分钟才能将电芯加热到目标温度，这会大幅降低用户体验。那么，是否存在一种快速加热的方式呢？这样似乎就可以完美解决我们的问题了。
内回路加热
当加热装置位于电芯之外时，传热速度自然会很慢。但是假如加热装置就在电芯内部、且每个电芯自带一个加热器的话，那么加热效率的提升就将极其显著了。
关于自加热电芯而言，除了要常规的正负极间回路之外，还要新增一个内加热回路。当外界温度较高时，内加热回路不通过电流，电芯进行正常充放电；当外界温度较低时，内加热回路导通并对电芯进行加热，加热至目标温度后电芯再进行正常充放电。
从图一可见，内加热电芯内部由正极、负极和加热镍箔三部分构成，加热镍箔与加热极耳和负极耳皆为导通状态，加热极耳与负极极耳在电芯外部有开关连接。当系统检测到电芯温度较低时，加热开关会断开，此时的回路如图二所示：
电芯充放电电流直接流过加热镍箔、并给电芯加热。当系统检测到电芯温度较高时，加热开关闭合，加热镍箔不再有电流流过，电芯可以正常充放电。
这种内加热电芯在短时间内完成温度的上升，并仅损失小部分能量：
目前，此种电芯已经在试产阶段，如何进一步提高加热效率、减少加热机构的重量是接下来的重要研究方向。
由于此项研究成果创意十足，因此也于2016年登上了优秀学术期刊《Nature》。
本文开头，小编曾说低温的Pack改善会有所牺牲，那牺牲的是什么呢？没错，电池组的能量密度。不论是内加热还是外加热，对电池组的能量密度都有着较大的影响。特别是对我国目前这种根据能量密度大小调整补贴力度的政策市而言，把过多的精力放在与能量密度背道而驰的方向，对电池厂而言是一个很大的挑战。
