什麼是低溫鋰離子電池?


低溫鋰離子電池是指能在溫度極低的環境下正常工作的鋰離子電池。低溫鋰離子電池有低溫18650鋰離子電池、低溫軟包聚合物鋰離子電池和低溫磷酸鐵鋰離子電池這幾種。低溫鋰離子電池因具有質量輕,比能量高及壽命長等優點得到廣泛應用,低溫鋰離子電池是一種採用特殊材料及工藝製成的,適合於零下的寒冷環境中使用。

低溫鋰離子電池


低溫鋰離子電池主要應用於:軍工兵器、航空航天、彈載車載設備、極地科考、寒帶搶險、電力通信、公共安全、醫療電子、鐵路、船舶、機器人等領域。可見低溫鋰離子電池的應用更加軍事工業化。一般都要求在-40度左右環境下正常工作,放電容量保持在80%以上,最低工作溫度可達到-50℃。

解讀哪種低溫鋰離子電池更好?

1、軟包低溫聚合物鋰離子電池

軟包低溫聚合物鋰離子電池在低溫性能應該是最好的,特別是在智能穿戴設備方面,更是具有更好的優勢。軟包低溫聚合物鋰離子電池在形狀和尺寸上可以按設備預留的空間製造,充分使設備達到更理想的實際使用要求。但對生產製造成本來說,軟包低溫聚合物鋰離子電池是成本最高的,這是其應用受限的重要因素之一。

2、低溫18650鋰離子電池

低溫18650鋰離子電池是一個固定尺寸的圓柱形鋼殼鋰離子電池,由於圓柱鋼殼的18650電池使用的電解液是液態,因此在較低溫度環境下的放電性能是變化很大的。在應用方面,由於電池性能和大小的固定,使用範圍比較小,但是其生產製造成本比較低,製造成本比低溫聚合物鋰離子電池和低溫磷酸鐵鋰離子電池都要低。

3、低溫磷酸鐵鋰離子電池

低溫磷酸鐵鋰離子電池有兩種外包形式,一種是鋼殼的,這類目前多用於新能源電池領域;另一種是鋁塑膜做外包裝的軟包磷酸鐵鋰離子電池,這類電池性能與聚合物鋰離子電池基本相同,它在低溫性能上比18650鋰離子電池要好,但比軟包聚合物鋰離子電池差些。磷酸鐵鋰離子電池在技術成熟方面相對於其他兩種來說要差些,同時在生產製造技術水平上來說,設備要求比較高。

影響低溫鋰離子電池的因素有哪些?

①高熔點溶劑:由於電解液混合溶劑中存在高熔點溶劑,鋰離子電池電解液在低溫環境下黏度增大,當溫度過低時會發生電解液凝固現象,導致鋰離子在電解液中傳輸速率降低;

②SEI膜:低溫環境下,鋰離子電池負極的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大導致鋰離子在SEI膜中的傳導速率降低,最終鋰離子電池在低溫環境下充放電形成極化降低充放電效率;

③正極結構:正極材料的三維結構制約著鋰離子的擴散速率,低溫下影響尤其明顯。磷酸鐵鋰離子電池在-20℃的放電容量只能達到常溫容量的67.38%,而鎳鈷錳三元電池能夠達到70.1%。錳酸鋰離子電池在-20℃的放電容量可以達到常溫容量的83%。

提高低溫鋰離子電池的性能應綜合考慮電池中正極、負極、電解液等綜合因素的影響。通過對電池體系整體的優化,減小鋰離子電池低溫下的極化,使電池的低溫性能得到進一步提高。低溫下使用鋰離子電池,無論充電或者放電都性能不佳,而且有可能對壽命造成影響,還是應該防止。