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連接器溫升對于鋰電池性能的影響

文章出處:行業資訊 責任編輯:惠州市宗宏電子有限公司 發表時間:2021-07-28
  

目前在儲能領域,鋰電池的運用與發展非常迅速,鋰電池儲能有著能量密度高、使用壽命長、綠色環保等優點,但是也存在一些弊端,生產成本高,安全性能差,有發生爆炸的危險,所以熱管理系統的安全設計對于鋰電池的應用是至關重要的。

連接器作為電池組之間串并聯并不可少的元件,它的溫升效應對于整個鋰電池儲能系統有著很大影響,所以低溫升設計成為連接器發展的一個必然趨勢。

在鋰電池儲能系統中,鋰電池對溫度的敏感性主要源于其材料物化性質的溫度敏感性。溫度會直接影響電極材料的活性和導電率、鋰離子在電極上的嵌入和脫嵌、隔膜的鋰離子透過性等,進而影響到電池內部的電化學反應,其外部表現為動力電池的溫度敏感性。

由于動力電池具有適宜的工作溫度范圍,在此范圍內隨著溫度增加其內部活性物質的活性越大,電池的充放電電壓和容量隨之增大電池的內阻相應減小,動力電池的充放電效率也相應增加。

但是,當溫度超過一定范圍,溫度過高則會加快電池內部副反應的進行,這些副反應消耗鋰離子、溶劑以及電解液等,導致電池性能衰減。

研究表明,當電池持續工作在45℃以上時,其循環壽命明顯降低,這種情況在高倍率充放電時更為明顯。因此,如果長時間地工作在高溫環境下,動力電池的壽命就會明顯縮短,其性能也會大大降低,甚至引發安全事故。

同樣,溫度過低則電池內部活性物質的活性明顯降低,其內組、極化電壓增加,充放電功率和容量均會顯著降低,甚至引起電池容量不可逆衰減,并埋下安全隱患。

連接器溫升對于鋰電池性能的影響

尤其是在充電過程中,在充電設備外加電場作用下,鋰離子從正極材料中脫出進入電解液并向負極移動,依次進入石墨構成的負極材料中,并形成LiC化合物。

另外,電池箱體內部溫度場長時間的不均勻分布也會造成各電池模塊、單體性能的不均衡,尤其是分布在高溫區域的電池老化速率會明顯快于低溫部分,隨著時間的累積不同電池之間的物性差異將越加明顯,從而使得電池之間的一致性變差,甚至發生提前失效,縮短了整個動力電池系統的壽命。

連接器作為電池組之間串并聯的必要元件,當電池組進行充放電的時候,大電流的通過會使連接器產生熱效應,當連接器溫度升高,超過電池組的溫度,溫度就會傳向電池內部,進而影響到電池的穩定性,所以使連接器達到低溫升的特性成為一個必要條件。

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