Describa brevemente el efecto de la temperatura en la batería de fosfato de hierro y litio

La batería de iones de litio tiene un alto voltaje de funcionamiento (tres veces mayor que el de las baterías de níquel-hidrógeno y níquel-cadmio), gran energía específica (hasta 165Wh / kg, que es 3 veces mayor que la batería de níquel-hidrógeno), tamaño pequeño, peso ligero , ciclo de vida largo y autodescarga baja, sin efecto memoria, sin contaminación y muchas otras ventajas. En la industria de la nueva energía, las baterías de fosfato de hierro y litio son optimistas, la vida útil del ciclo de la batería puede alcanzar los 3000 aproximadamente, la descarga es estable y se usa ampliamente en los campos de las baterías eléctricas y el almacenamiento de energía.

Sin embargo, la velocidad y profundidad de su promoción y la profundidad de su aplicación no son satisfactorias. Además de factores como el precio y la consistencia del lote causados por los propios materiales de la batería, el rendimiento de la temperatura también es un factor importante. Este documento investiga el efecto de la temperatura en el rendimiento de la batería de fosfato de hierro y litio, y también investiga la carga y descarga del paquete de baterías en condiciones de alta y baja temperatura.

Primero, resumen del ciclo de temperatura normal del monómero (módulo)

El ciclo de vida de la batería de prueba a temperatura ambiente se puede ver que la ventaja de la larga vida útil de la batería de fosfato de hierro y litio es actualmente de 3314 ciclos, la tasa de retención de capacidad sigue siendo del 90% y el final de la vida útil del 80% puede ser de aproximadamente 4000 veces.

1, ciclo de monómero

Actualmente completado: 3314cyc, tasa de retención de capacidad del 90%

Afectada por la tecnología de procesamiento del núcleo de la batería y el proceso de agrupación del módulo, se ha formado la inconsistencia de la batería después de completar el PACK, y cuanto más refinado es el proceso, menor es la resistencia interna del grupo y la menor la diferencia entre las baterías. El ciclo de vida de los siguientes módulos es el dato básico que se puede lograr con la mayor parte del fosfato de hierro y litio actual. De esta manera, se requiere que el BMS equilibre periódicamente los paquetes de baterías, reduzca la diferencia entre las celdas y prolongue la vida útil.

2, ciclo del módulo

Actualmente completado: 2834cyc, la tasa de retención de capacidad es del 67,26%

En segundo lugar, el resumen del ciclo de alta temperatura del monómero

Acelere la vida útil de la batería en condiciones de alta temperatura.

1, curva de carga y descarga de monómero

2, ciclo de alta temperatura

El ciclo de alta temperatura se completó a 1100cyc y la tasa de retención de capacidad fue del 73,8%.

En tercer lugar, el efecto de la baja temperatura en el rendimiento de carga y descarga.

La capacidad de descarga de la batería a 0 ～ -20 ° C equivale al 88,05%, 65,52% y 38,88% de la capacidad de descarga a 25 ° C. La tensión de descarga media es de 3,134, 2,963 V y 2,788 V, respectivamente. El voltaje de descarga promedio es de 20 ° C. Es 0.431V menor que a 25 ° C. Se puede ver en el análisis anterior que a medida que se baja la temperatura, el voltaje promedio de descarga y la capacidad de descarga de la batería de iones de litio se reducen, especialmente cuando la temperatura es de -20 ° C, la capacidad de descarga y el voltaje de descarga promedio. de la batería se reducen rápidamente.

Desde el punto de vista electroquímico, la resistencia de la solución y la resistencia de la película SEI no cambian mucho en todo el rango de temperatura y tienen poco efecto sobre el rendimiento a baja temperatura de la batería; la resistencia de transferencia de carga aumenta significativamente con la disminución de la temperatura, y la temperatura está por encima de todo el rango de temperatura. El cambio es significativamente mayor que la resistencia a la solución y la resistencia de la película SEI. Esto se debe a que a medida que disminuye la temperatura, la conductividad iónica del electrolito disminuye y la resistencia de la membrana SEI y la resistencia a la reacción electroquímica aumentan, lo que resulta en un aumento de la polarización óhmica, la polarización de concentración y la polarización electroquímica a bajas temperaturas. Grande, en la curva de descarga de la batería, el voltaje promedio y la capacidad de descarga disminuyen al disminuir la temperatura.

El ciclo del ciclo a -20 ° C y luego el ciclo a 25 ° C, la capacidad de la batería y la plataforma de descarga se reducen. Esto se debe a que a medida que la temperatura disminuye, la conductividad iónica del electrolito disminuye y la polarización óhmica, la polarización de concentración y la polarización electroquímica aumentan durante la carga a baja temperatura, lo que resulta en la deposición de litio metálico, lo que hace que el electrolito se descomponga, lo que finalmente resulta en La superficie de la película SEI del electrodo se engrosa y la resistencia de la película SEI aumenta, y la plataforma de descarga presenta una plataforma de descarga y una disminución en la capacidad de descarga.

1. Efecto de la baja temperatura en el rendimiento del ciclo

Atenuación de la capacidad de la batería en un entorno de - 10 ℃ rápidamente, después de una capacidad de 100 ciclos sólo 59 mah / g, 47,8% de atenuación de la capacidad; La prueba de carga y descarga se realizará en la batería que se haya colocado a baja temperatura. Su capacidad se recuperó a 70,8 mAh / g con una pérdida del 68%. Por tanto, el ciclo de baja temperatura de la batería tiene un gran impacto en la recuperación de la capacidad de la batería.

2. El efecto de la baja temperatura en el desempeño de seguridad

La carga de la batería de iones de litio es un proceso en el que los iones de litio se eliminan del electrodo positivo y migran al material del electrodo negativo a través del electrolito. Los iones de litio se polimerizan en el electrodo negativo y un ión de litio queda atrapado por seis átomos de carbono. A bajas temperaturas, la reactividad química disminuye y la migración de iones de litio se ralentiza. Los iones de litio en la superficie del electrodo negativo no se han incrustado en el electrodo negativo y se han reducido a litio metálico y se han precipitado en la superficie del electrodo negativo para formar dendritas de litio, que son fáciles de perforar. El diafragma provoca un cortocircuito dentro de la batería, que a su vez daña la batería y provoca un accidente de seguridad.

Se puede concluir a partir de los datos anteriores que la batería de fosfato de hierro y litio se ve muy afectada por la temperatura. En el entorno de la aplicación donde el campo de aplicación de la batería de potencia y la temperatura se ven muy afectados, la batería debe gestionarse térmicamente (refrigerada por aire, refrigerada por líquido, etc.) para mejorar la batería. Utilice la eficiencia para prolongar la vida útil del sistema de batería.

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