冬季,锂电池性能缩水!只能束手无策?

发布时间:2022-12-29    浏览次数: 63

地球公转到冬至,北半球迎来了漫长又寒冷的冬季!

和天气一起变冷的,还有很多电动汽车车主的心。冬天“爱车”怕冷,续航衰减、充电慢、启动难等一系列问题着实令人焦愁。

其实,不止是电动汽车,电动两轮车、三轮车,电动船舶、储能电站等,其性能在寒冷的冬季都会严重“缩水”!

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那么问题来了,为什么会出现这样奇怪的现象呢?

其实,问题多半出在电池上。当温度过低时,电池就开始“内耗”了。在探究电池内耗原因之前,我们先来了解一下电池的工作原理。

电池主要由:负极(多数以石墨做负极)、正极(以磷酸铁锂为例)、隔膜(绝缘体)、电池外壳等部分组成。

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当锂离子电池充电时,锂离子就会从正极的磷酸铁锂中脱出,在电解质溶液中移动到负极,并嵌入石墨中。负极的石墨会吸收从正极跑过来的锂离子和通过导体移动过来的电子。当锂离子电池放电时,储存在负极石墨中的锂离子又跑出来,经过电解液穿过隔膜回到正极。因为电子只能通过外部导体回到正极,所以这个过程就会让导体产生电流,带动电器工作。

那么,低温会如何影响锂离子电池的工作呢?

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锂离子电池的材料运动过程都会受到低温的影响。低温环境下离子脱出、嵌入材料变得不再容易,穿过隔膜也更加困难,离子的运动速度也会降低。

低温放电时,锂离子嵌入正极电极材料的速度变慢,前边的锂离子还没来得及嵌入到材料中,后边的锂离子就到了!于是锂离子们开始堵车,电极材料表面堆积的大量锂离子(极有可能形成锂枝晶,影响电池安全),会导致钝化层(SEI膜)的厚度加大,这样一来嵌入难度就更大了。具体表现就是电池内阻变大,电池开始“内耗”,向外输出的电量就变小了。

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磷酸铁锂电池的最佳运行环境温度在25℃左右,若其长期储存或运行在极端低温环境下,可能会形成不可逆的永久损伤,造成严重的安全风险和经济损失。

如我国西北部,内蒙、青海等部分地区的冬季气温基本在-20℃以下,部分地区极端最低温度可达-40℃左右。近年来,在双碳目标引领下,这些地区的电动汽车销量和储能电站的装机量也在逐年增加。

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揆诸现实,改善锂电池在低温环境下的应用问题至关重要。

智一科学家们在锂电池领域深耕多年,经过无数次科学实验,研发了一套高效的低温电池解决方案:通过独创“低温电芯配方及工艺”结合“低温电芯管理技术”和“低温常温并联技术”,从材料、工艺和技术上根治磷酸铁锂电池低温应用问题。


低温电芯配方及工艺

通过改进工艺配方、优化结构设计,智一科学家们成功攻克了磷酸铁锂电池低温技术瓶颈,实现在-40℃超低温恶劣环境下放电效率达到92%以上,-20℃时的充电效率达到85%以上,并获得国内数家权威检测机构认证。

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低温电芯管理技术

受低温影响,石墨嵌锂速度降低,容易在负极表面析出金属锂,如果充电后搁置时间不足而投入使用,金属锂无法全部再次嵌入石墨内部,部分金属锂持续存在负极的表面,极有可能形成锂枝晶,影响电池安全。

智一通过独创动态均衡和无损自修复技术管理低温电芯,抑制锂枝晶生成,解决了低温电芯衰减速度快的问题,实现超长寿命。

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低温常温并联技术

由于低温锂电池电芯要实现在苛刻环境下工作,材料就具有一定的特殊性。因此低温锂电池价格要比常温锂电池昂贵。智一多通道并联技术路线实现低温模组和常温模组并联,以低温模组先工作带动常温模组工作,有效解决了低温电芯成本高的问题。

目前,智一低温电池产品及解决方案已应用到电动重卡、换电站、储能电站等领域,具有耐低温、高安全、循环寿命长、功率大等特点。‍‍‍‍

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低温曾是全球高寒地区推广电动汽车、储能电站的主要障碍,也是工业界一直致力于解决的问题。作为国内低温电池领域的领先者,智一将以先进的创新技术和卓越的产品,为各行业提供系统的低温电池解决方案。


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