锂离子电池低温加热现状
在低温情况下给动力锂离子电池充电时,锂离子可能来不及嵌入石墨负极当中,从而析出在负极表面形成金属锂枝晶,这一反应会消耗电池中的可以反复充放电的锂离子、并大幅降低电池容量,析出的金属锂枝晶也可能会刺穿隔膜,从而影响安全性能。
随着温度的降低,锂离子电池放电性能显著下降,放电平台明显降低,放电容量明显减小。当温度降至-30℃时,电池的放电容量为室温放电容量的87.0%,长时间在低温环境中使用,或者在-40℃超低温环境中,电源会被冻坏造成永久损害。因此,锂离子电池的热管理尤为必要。
当前,锂离子电池低温加热重要有两种方式,一种是可变式电阻加热,包括PTC加热板和碳膜加热板;一种是恒定电阻加热,包含硅胶加热板、PI加热膜、环氧板加热膜。
锂离子电池热管理方式
目前动力锂电池系统的热管理重要可分为四类,自然冷却、空气冷却、液体冷却、直冷。其中自然冷却是被动式的热管理方式,而空气冷却、液体冷却、直流是主动式的,这三者的重要差别在于换热介质的不同。
●自然冷却
自然冷却没有额外的装置进行换热。
●空气冷却
空气冷却重要是以空气为介质进行热交换,通过空气的流通来对发热的锂离子电池组进行降温处理,根据空气流动的方向和制冷结构布局,可以将空气冷却方式简单的分为串行和并行两种冷却方式。按照空气的驱动方式又可以分为自然通风和强制通风。
●液体冷却
液体冷却是以液体作为导热介质进行的热量控制方式。根据是否与电池接触,可以分为非接触式和非接触式;根据液体流动的驱动方式可以分为主动式冷却和被动式冷却;根据液体的流动通道又可以分为管式液冷、板式液冷。
●直冷
直冷采用制冷剂作为换热介质,制冷剂能在气液相变过程中吸收了大量的热,相比冷冻液而言换热效率可提升三倍以上,更快速的将电池系统内部的热量带走。然而热管制冷的成本较高,性价比较低,比较适合应用于经常工作在高倍率工况的锂电系统。