La batería de iones de litio tiene un alto voltaje de trabajo, gran energía específica (hasta 165Wh / kg, que es 3 veces más que la batería de Ni-MH), tamaño pequeño, peso ligero, larga vida útil, baja autodescarga, sin efecto memoria, sin contaminación, etc. La batería de fosfato de hierro y litio en la nueva industria de la energía es optimista, la vida útil del ciclo de la batería puede alcanzar los 3.000 o más, la descarga es estable y se usa ampliamente en los campos de la batería de energía y el almacenamiento de energía. Ruyi. Factores que dificultan su rápida promoción, además del precio, la consistencia del lote causada por el propio material de la batería, etc., su rendimiento de temperatura también es un factor importante. Este documento examina el efecto de la temperatura sobre el rendimiento de la batería de fosfato de litio y también examina el paquete de baterías. Condiciones de carga y descarga en condiciones de alta y baja temperatura.
I. Monómero (módulo) resumen del ciclo de temperatura normal
La vida útil de la batería probada a temperatura ambiente puede verse que la ventaja de larga duración de la batería de fosfato de hierro y litio es actualmente de 3,314 ciclos, la tasa de retención de capacidad aún es del 90% y el final de la vida útil del 80% puede ser aproximadamente 4,000 veces.
1, ciclo del monómero
Actualmente completado: 3314 cc, tasa de retención de capacidad del 90%.
Afectados por la tecnología de procesamiento del núcleo de la batería y el proceso de grupo del módulo, se ha formado la inconsistencia de la batería después de completar el PACK. Cuanto más refinado es el proceso, menor es la resistencia interna del grupo y menor la diferencia entre las celdas. Los siguientes módulos El ciclo de vida es el dato básico que la mayoría del fosfato de hierro y litio puede hacer ahora. De esta manera, se requiere BMS para equilibrar periódicamente la batería, reducir la diferencia entre las baterías y prolongar la vida útil.
2, ciclo del módulo
Actualmente completado: 2834 cc, la tasa de retención de capacidad es del 67.26%.
En segundo lugar, el monómero resumen de ciclo de alta temperatura.
Acelere la vida útil de la batería en condiciones de alta temperatura.
1, carga de monómero y curva de descarga
2, ciclo de alta temperatura
El ciclo de alta temperatura completó 1100 cc, la tasa de retención de capacidad fue de 73.8%.
En tercer lugar, el efecto de la baja temperatura en la carga y el rendimiento de descarga
La capacidad de descarga de la batería a 0 ~ -20 ° C es equivalente a 88.05%, 65.52% y 38.88% de la capacidad de descarga a 25 ° C, respectivamente. El voltaje de descarga promedio es 3.134, 2.963V y 2.788V y el voltaje de descarga promedio a 20 ° C. Es 0,431 V más bajo que a 25 ° C. A partir del análisis anterior, el voltaje de descarga promedio y la capacidad de descarga de la batería de ión litio se reducen con la disminución de la temperatura, especialmente cuando la temperatura es de -20 ° C, la capacidad de descarga y la descarga de la batería. El voltaje promedio cae más rápido.
Figura 1 Curva de descarga de la batería de fosfato de litio y hierro a diferentes temperaturas.
Desde el punto de vista electroquímico, la resistencia de la solución, la resistencia de la película SEI no cambia mucho en todo el rango de temperatura, y tiene poco efecto en el rendimiento a baja temperatura de la batería; la resistencia de transferencia de carga aumenta significativamente con la disminución de la temperatura y con la temperatura en todo el rango de temperatura El cambio es significativamente mayor que la resistencia de la solución y la resistencia de la película SEI. Esto se debe a que a medida que la temperatura disminuye, la conductividad iónica del electrolito disminuye y la resistencia de la película SEI y la resistencia de la reacción electroquímica aumentan, lo que resulta en una polarización óhmica a bajas temperaturas. Tanto la polarización de concentración como la polarización electroquímica aumentan. En la curva de descarga de la batería, el voltaje promedio y la capacidad de descarga disminuyen a medida que disminuye la temperatura.
Figura 2 Después de cargar y descargar la batería 5 veces a baja temperatura
Como se puede ver en la Fig. 2, el ciclo del ciclo a -20 ° C y luego el ciclo a 25 ° C, se reduce la capacidad de la batería y la plataforma de descarga. Esto se debe a que a medida que la temperatura disminuye, la conductividad iónica del electrolito disminuye, la carga a baja temperatura La polarización óhmica, la polarización de concentración y el aumento de la polarización electroquímica en el proceso conducen a la deposición de metal litio, que descompone el electrolito, y finalmente conduce al engrosamiento de la película SEI en la superficie del electrodo, la resistencia de la película SEI aumenta y la descarga se representa como una descarga en la curva de descarga. La plataforma y la capacidad de descarga se reducen.
1, impacto de baja temperatura en el rendimiento del ciclo
Figura 3: Curva de ciclo de velocidad de 0,5C de la batería de ión litio a temperatura ambiente
Figura 4: curva del ciclo de velocidad de 0.5C de la batería de iones de litio a -10 ° C
La figura muestra que la capacidad de la batería se atenúa rápidamente en el entorno de -10 ° C, la capacidad es de solo 59 mAh / g después de 100 ciclos, la capacidad se reduce en un 47,8%, la batería que se descarga a baja temperatura se carga y se descarga a la temperatura normal. Prueba, rendimiento de recuperación de capacidad durante el período de inspección. Su capacidad se recuperó a 70.8 mAh / g, pérdida de capacidad del 68%. Se puede observar que el ciclo de baja temperatura de la batería tiene un mayor impacto en la recuperación de la capacidad de la batería.
2, el impacto de la baja temperatura en el rendimiento de seguridad
La carga de la batería de iones de litio es un proceso en el que los iones de litio se eliminan del electrodo positivo y se migran al electrodo negativo a través del electrolito. Los iones de litio se polimerizan hasta el electrodo negativo y un ion de litio queda atrapado por seis átomos de carbono. A bajas temperaturas, la reactividad química disminuye y el ion de litio migra. Poco a poco, los iones de litio en la superficie del electrodo negativo aún no se han incrustado en el electrodo negativo, y se han reducido a litio metálico, y han precipitado en la superficie del electrodo negativo para formar dendritas de litio, que perforan fácilmente el separador y causan un cortocircuito dentro de la batería, dañando la batería y causando un accidente de seguridad.
Se puede concluir a partir de los datos anteriores que la batería de fosfato de hierro y litio se ve afectada en gran medida por la temperatura. En el entorno de la aplicación donde el campo de aplicación de la batería y la temperatura se ven muy afectados, la batería debe manejarse térmicamente (refrigerada por aire, refrigerada por líquido, etc.) para mejorar la batería. Use la eficiencia para prolongar la vida útil del sistema de la batería.
