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低温锂电池是怎么工作的?

2021-09-30 03:01:03

低温环境下的低温锂电池充放电方法,采用电池管理系统实时检测电池温度; 电池处理系统用于读取预设规则,该规则定义了多个连续的温标,每个温标对应一个充电截止电压。 电池处理系统将检测到的电池温度值与温标的温标进行比较,对温标进行校验,得到相应的充电截止电压。 电池处理系统由控制电路或充电器通知。指令操作根据充电截止电压对锂电池组进行充电。


该技术的优点和积极效果是:通过锂电池组与搬运系统的配合,锂电池组无需外部加热即可在低温下充放电,不会出现“锂晶支化”现象。


格瑞普低温锂电池


锂电池在低温下的问题


在低温条件下,低温锂电池存在各种活性物质活性降低、电池电极反应速率低、电池功能低、实际充电容量低、电池运行时间缩短等问题。


锂电池在低温充电过程中,极易造成锂离子在负极分离,导致锂金属结晶,即出现“锂晶支化”现象。 “锂晶枝”的形成会破坏电池的屏障,造成电池内部正负极短路,造成安全问题。 锂金属与电解液发生反应以降低电池活性并加速电池寿命。


预防“锂晶枝”的方法


现有技术中=在使用锂电池时,为了防止出现“锂晶支”现象,一般选择3种方法:


停止对锂电池进行低温充电


很明显,很多领域对锂电池的需求我并不满足,尤其是现在的电动汽车品类。 由于其应用范围广,特别是在我国北方,冬季气候比较寒冷,室外温度可达-30℃。 格瑞普的现有技术突破了这一限制,可以产生高性能的低温放电性能。 低温成型电池在-40°C和0.2C时放电效率可达60%以上,放电效率可达80%以上@ -30°C 时为 0.2C。


加热锂电池


二是锂电池必须在低温环境下充电时对锂电池进行加热,防止出现“锂晶”现象。 虽然在应用上优于第一种,但其结构复杂、控制难度大、故障率高一直影响着低温锂电池的应用,尤其是在电动汽车领域。


电池通过小电流脉冲充满电


三是在低温环境下小电流脉冲后对电池充满电。 理论上改善了低温充电无注入的问题,形成过程中低温状态下的电子移动速度大于锂离子迁移速度。 然而,在低温条件下,正负匹配的数量被忽略了。 不平衡引起的安全问题是一种“相对过充现象”。


格瑞普低温锂电池


锂电池充放电方法


需要解决的问题是锂电池的充放电方法,防止锂电池在低温下充电,并分离锂金属。 锂电池低温充电方式:电池处理系统实时检测电池温度; 电池处理系统读取预设规则,定义多个连续的温标,每个温标对应一个充电截止电压。


电池充放电方法,根据电池不攻击“锂晶”温标,确定合适的充电截止电压和放电截止电压; 初始恒流充电,当电池电压上升到充电截止电压时,恒压充电,实时检测电池温度,在后续充电过程中,电池温度逐渐升高,电池温度达到另一个温标 ,则相应的充电截止电压也随之上升,按照新的充电截止电压进行充电,直到电池充满为止。 同时,电池充电方式还可以根据温标进一步确定合适的充电电流。

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