農(nóng)用車用鋰離子電池低溫性能探析

□徐梓婷

（西京學(xué)院 陜西 西安 710123）

農(nóng)用車用鋰離子電池低溫性能探析

□徐梓婷

（西京學(xué)院 陜西 西安 710123）

隨著人們對(duì)于綠色環(huán)保的重視，在能源的使用上發(fā)明了鋰離子電池能源。就目前來看，鋰離子電池在綠色能源中的應(yīng)用已經(jīng)普及，但其較差的低溫性能使一些特殊的領(lǐng)域備受限制。當(dāng)溫度降低至-10℃時(shí)，鋰離子電池的放電能力和工作電壓都會(huì)受到影響。在電動(dòng)車領(lǐng)域受到的影響最為直接，鋰離子電池受外界溫度影響的同時(shí)，對(duì)電動(dòng)車的性能造成限制，從而影響到居民的使用。因此對(duì)于車用鋰離子電子的低溫性能進(jìn)行標(biāo)的檢測(cè)，并針對(duì)其性能做出加熱系統(tǒng)，從而確保電動(dòng)車在低溫下的正常運(yùn)行。

鋰離子電池；低溫性能；檢測(cè)

1 鋰離子電池對(duì)于電動(dòng)車的重要性

鋰離子作為電動(dòng)車的主要?jiǎng)恿δ茉?，其重要性不言而喻。在長期的鋰離子電池的發(fā)展史中，鋰離子已經(jīng)成為一種較為完善的能源之一，從早期的鋰電池開始，經(jīng)過了多項(xiàng)重大的改革創(chuàng)新，發(fā)展為如今具有一定環(huán)保能力、可重復(fù)使用等多個(gè)便利因素的能源。在電動(dòng)車上更是如此，由鋰離子電池提供能源，并維持電動(dòng)車的日常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而對(duì)人們的生活水平做出適當(dāng)?shù)奶岣摺?/p>

2 電解液對(duì)于電池低溫性能的影響

電解液作為鋰離子電池的主要構(gòu)成部分，利用電池內(nèi)部正、負(fù)極支架傳遞離子的作用。同時(shí)在對(duì)鋰離子電池進(jìn)行低溫檢測(cè)時(shí)，就需要著重對(duì)電解液急性檢測(cè)，而電解液對(duì)低溫性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 電導(dǎo)率

如何衡量電解液的性能需要從電導(dǎo)率的參數(shù)上來看，準(zhǔn)確的來說電導(dǎo)率決定著電極的內(nèi)阻和倍率特性，在鋰離子電池的電解液中較高的電導(dǎo)率是實(shí)現(xiàn)其良好低溫性能的必要條件。無論是從有機(jī)溶劑方面還是其本身的特性上來說，溶液的介電常數(shù)和粘度都是影響電導(dǎo)率的主要因素。介電常數(shù)越大，能夠使鋰離子與陰離子之間的靜電作用越小，鋰鹽舊越容易分解，自由離子的數(shù)量也就越多。而溶液的粘度會(huì)對(duì)自由離子產(chǎn)生的影響最為直接，粘度越大，電導(dǎo)率越小，反之則相反。因此對(duì)于溶液介電常數(shù)和粘度有一定的要求，要有適當(dāng)?shù)囊簯B(tài)溫度范圍，熔點(diǎn)或是沸點(diǎn)等。

2.2 SEI膜

簡單來說，SEI膜就是在液態(tài)鋰離子電池首次充放電的過程中，電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng)，形成一層覆蓋在電極材料表面的鈍化層。形成的層鈍化膜能夠有效的阻止溶劑分子的通過，但Li+卻可以經(jīng)過該鈍層自由的嵌入和脫出，具有固體的電解質(zhì)的特征，所以這種鈍化膜也被成為“固體電解質(zhì)界面膜”簡稱SEI。在對(duì)鋰離子進(jìn)行低溫檢測(cè)時(shí)，SEI膜也可以有效的對(duì)溫度產(chǎn)生一定的反應(yīng)，觀察反應(yīng)的同時(shí)對(duì)溫度性能進(jìn)行記錄。質(zhì)量較好的SEI膜具有有機(jī)溶劑不溶性，對(duì)于能夠自由進(jìn)出的溶劑分子進(jìn)行攔截，使其禁止跨越，從而解決溶劑分子對(duì)電極的破壞，繼而提升鋰離子電池電極的循環(huán)壽命。

3 溫度變化對(duì)鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生的影響

根據(jù)不同溫度下的電池放電性能進(jìn)行比較，在進(jìn)行比較時(shí)可以針對(duì)容量比率進(jìn)行比價(jià)，溫度在常溫的情況下，也就是20℃左右，電池的放電電流與倍率都為正常數(shù)值。根據(jù)不同溫度的數(shù)據(jù)可以明顯的看出，鋰離子電池的工作性能有著明顯的降低。在常溫情況下，鋰離子電池能夠維持著正常的工作狀態(tài)和性能，而在低溫-20℃的時(shí)候，鋰離子的性能已經(jīng)呈較大幅度的降低，對(duì)于4C無法進(jìn)行放電。在-40℃的情況下，以10A恒流放電的可用容率只有22.31%，而對(duì)于1C或者更大的倍率無法進(jìn)行放電，由此可見，在目前鋰離子電池能源中，溫度對(duì)于電池本身造成的影響。而且鋰離子電池在同一充電的倍率下，也會(huì)隨著外界溫度的降低而產(chǎn)生變化，溫度越低，電池恒流充電容量越容易產(chǎn)生衰減，與放電容量相比，衰減程度更加嚴(yán)重。因此針對(duì)鋰離子電池存在的缺陷要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的探究，綜合完善鋰離子電池對(duì)于生活的應(yīng)用。

結(jié)束語

鋰離子電池在低溫與常溫的情況下本身的性能會(huì)產(chǎn)生變化，隨著溫度的降低，電池內(nèi)部的放電阻值會(huì)升高，當(dāng)溫度小于-20℃時(shí)，放電內(nèi)內(nèi)阻會(huì)明顯的增大。同時(shí)在低溫的環(huán)境中，鋰離子電池具有相同放電的功率下，放電容量和放電電壓都會(huì)產(chǎn)生明顯的變化，同正常溫度下相比，低溫下的鋰離子電池性能會(huì)產(chǎn)生不可逆的損失，而充電性能也會(huì)有相對(duì)程度的衰減。因此在低溫環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用中，需要借助輔助工具如加溫系統(tǒng)等，對(duì)電池內(nèi)部進(jìn)行加熱，從而降低溫度對(duì)于電池性能的影響，提升電池的工作性能。

[1]楊瑩瑩,魏學(xué)哲,劉耀鋒.車用鋰離子電池低溫性能研究[J].機(jī)電一體化,2016,22(6):30-35.

[2]雷治國,張承寧,李軍求,等.電動(dòng)車用鋰離子電池低溫性能研究[J].汽車工程,2013,35(10):927-933.

1004-7026（2017）06-0091-01

U469.72

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10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.06.063

徐梓婷（1997.2-），陜西 西安，西京學(xué)院，機(jī)電一體化專業(yè)。