影响磷酸铁锂电池组低温性能的因素有哪些?
◆正极结构
正极材料的三维结构制约着磷酸铁锂电池组的扩散速率,低温下影响尤其明显。磷酸铁锂电池在-20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38%,而镍钴锰三元电池能够达到70.1%。锰酸锂电池在-20℃的放电容量可以达到常温容量的83%。
◆高熔点溶剂
由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,磷酸铁锂电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,导致锂离子在电解液中传输速率降低。
如何提高48V磷酸铁锂电池组低温性能?
我们从正极、负极、电液、粘结剂四块提高48V磷酸铁锂电池组的低温性能。
●正极方面,现在都是纳米化,它的粒径、电阻力,AB平面轴长大小三方面会影响到整个电池低温的特性。不同工艺对正极也有不同的影响,100到200纳米粒径磷酸铁锂电池低温放电特性比较好,在-20度可以释放94%,也就是粒径的纳米化缩短了迁移的路径,也提高了低温放电的性能,因为磷酸铁锂放电主要是跟正极有关。
●从负极方面考虑充电特性,磷酸铁锂电池组低温充电主要是负极影响,包括粒径大小还有负极的间距变化,选取了三种不同的人造石墨作为负极,来研究不同的层间距和粒径对低温特性的影响。从三种材料来看,层间距大的颗粒石墨,从阻抗来讲,本体阻抗和离子迁移阻抗比较小一点。
●充电方面,锂电池包在冬天低温下放电问题不大,主要是低温充电。因为在横流比方面,1C或者0.5C的横流比非常关键,到恒压需要非常长时间,通过改进三种不同石墨的对比,发现其中一种在-20度充电恒流比有比较大的改善,从40%提高到70%多,层间距的增大,还有粒径的减小。