低溫鋰電池是怎么工作的?

低溫環(huán)境下的低溫鋰電池充放電方法，采用電池管理系統(tǒng)實(shí)時檢測電池溫度; 電池處理系統(tǒng)用于讀取預(yù)設(shè)規(guī)則，該規(guī)則定義了多個連續(xù)的溫標(biāo)，每個溫標(biāo)對應(yīng)一個充電截止電壓。 電池處理系統(tǒng)將檢測到的電池溫度值與溫標(biāo)的溫標(biāo)進(jìn)行比較，對溫標(biāo)進(jìn)行校驗(yàn)，得到相應(yīng)的充電截止電壓。 電池處理系統(tǒng)由控制電路或充電器通知。指令操作根據(jù)充電截止電壓對鋰電池組進(jìn)行充電。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：通過鋰電池組與搬運(yùn)系統(tǒng)的配合，鋰電池組無需外部加熱即可在低溫下充放電，不會出現(xiàn)“鋰晶支化”現(xiàn)象。

鋰電池在低溫下的問題

在低溫條件下，低溫鋰電池存在各種活性物質(zhì)活性降低、電池電極反應(yīng)速率低、電池功能低、實(shí)際充電容量低、電池運(yùn)行時間縮短等問題。

鋰電池在低溫充電過程中，極易造成鋰離子在負(fù)極分離，導(dǎo)致鋰金屬結(jié)晶，即出現(xiàn)“鋰晶支化”現(xiàn)象。 “鋰晶枝”的形成會破壞電池的屏障，造成電池內(nèi)部正負(fù)極短路，造成安全問題。 鋰金屬與電解液發(fā)生反應(yīng)以降低電池活性并加速電池壽命。

預(yù)防“鋰晶枝”的方法

現(xiàn)有技術(shù)中=在使用鋰電池時，為了防止出現(xiàn)“鋰晶支”現(xiàn)象，一般選擇3種方法：

停止對鋰電池進(jìn)行低溫充電

很明顯，很多領(lǐng)域?qū)︿囯姵氐男枨笪也⒉粷M足，尤其是現(xiàn)在的電動汽車品類。 由于其應(yīng)用范圍廣，特別是在我國北方，冬季氣候比較寒冷，室外溫度可達(dá)-30℃。 格瑞普的現(xiàn)有技術(shù)突破了這一限制，可以產(chǎn)生高性能的低溫放電性能。 低溫成型電池在-40°C和0.2C時放電效率可達(dá)60%以上，放電效率可達(dá)80%以上@ -30°C 時為 0.2C。

加熱鋰電池

二是鋰電池必須在低溫環(huán)境下充電時對鋰電池進(jìn)行加熱，防止出現(xiàn)“鋰晶”現(xiàn)象。 雖然在應(yīng)用上優(yōu)于第一種，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難度大、故障率高一直影響著低溫鋰電池的應(yīng)用，尤其是在電動汽車領(lǐng)域。

電池通過小電流脈沖充滿電

三是在低溫環(huán)境下小電流脈沖后對電池充滿電。 理論上改善了低溫充電無注入的問題，形成過程中低溫狀態(tài)下的電子移動速度大于鋰離子遷移速度。 然而，在低溫條件下，正負(fù)匹配的數(shù)量被忽略了。 不平衡引起的安全問題是一種“相對過充現(xiàn)象”。

鋰電池充放電方法

需要解決的問題是鋰電池的充放電方法，防止鋰電池在低溫下充電，并分離鋰金屬。 鋰電池低溫充電方式：電池處理系統(tǒng)實(shí)時檢測電池溫度; 電池處理系統(tǒng)讀取預(yù)設(shè)規(guī)則，定義多個連續(xù)的溫標(biāo)，每個溫標(biāo)對應(yīng)一個充電截止電壓。

電池充放電方法，根據(jù)電池不攻擊“鋰晶”溫標(biāo)，確定合適的充電截止電壓和放電截止電壓; 初始恒流充電，當(dāng)電池電壓上升到充電截止電壓時，恒壓充電，實(shí)時檢測電池溫度，在后續(xù)充電過程中，電池溫度逐漸升高，電池溫度達(dá)到另一個溫標(biāo) ，則相應(yīng)的充電截止電壓也隨之上升，按照新的充電截止電壓進(jìn)行充電，直到電池充滿為止。 同時，電池充電方式還可以根據(jù)溫標(biāo)進(jìn)一步確定合適的充電電流。