電池參數在低溫環境下的表現怎樣?
電池參數在低溫環境下的表現各有不同,總體呈性能下降趨勢,但部分電池表現出色。低溫會使電解液變黏稠、增加化學反應阻力,導致電池可用容量減少、充放電功率受限,影響電池壽命,充電時還可能有安全隱患。不過像天能部分電池通過技術創新優化了低溫性能,比亞迪刀片電池也憑借獨特結構和熱管理系統在低溫下有出色表現 。
具體來說,當鋰離子電池處于低溫狀態時,其可用容量會顯著減少,充放電功率也受到限制。從原理上看,環境溫度越低,電池內活性物質的活性越低,電解液內阻和粘度越高,離子擴散越難。而且低溫下鋰離子在電極中的擴散速度慢,較難嵌入而易于脫出,導致容量急速下降。例如,跟室溫20℃相比,低溫 -20℃下容量衰減已經比較明顯,到 -30℃時容量損失更多, -40℃下容量連一半都不到了。
不僅如此,溫度越低,電池電解液的電導率越低。當電導率下降之后,溶液傳導活性離子的能力就下降,表現為電池內部反應的阻力增加,造成放電能力下降,也就是容量下降。當溫度低于 -10℃左右,正極、負極的界面阻抗快速增加,而電解液的阻抗大概在 -20℃左右之后快速上升,這幾個阻抗綜合起來就導致電池阻抗在低于 -10℃左右快速上升。
而在充電方面,鋰離子電池低溫充電的表現更加不盡如人意。在低溫充電低于0℃時會增大電池內壓并可能使安全閥開啟。低溫下的充電會快速達到恒壓階段,一定程度上降低充電容量、同時增加充電時間。不僅如此,鋰離子在低溫充電時可能來不及嵌入石墨負極當中,從而析出在負極表面形成金屬鋰枝晶。這一反應會消耗電池中的可以反復充放電的鋰離子,并大幅降低電池容量,析出的金屬鋰枝晶還可能會刺穿隔膜,從而影響安全性能。需要注意的是,鋰離子電池低溫放電容量降低,經過常溫充放電后可以恢復,屬于可逆的容量損失;但是低溫充電會造成析鋰,是永久性的容量損失。由于低溫充電析鋰的危害更大,因此鋰離子電池的低溫充電要比低溫放電管控得更嚴。
不過,也有一些電池在低溫環境下有著不錯的表現。天能部分電池通過技術創新優化了低溫性能。比如天能E5金剛電池采用領先技術,具備超壽命、超耐力、超動力特點,提高了電池一致性,延長使用壽命,在冬季車輛行駛里程和電池性能都有明顯提升。天能領跑遠程版電池憑借兩大專利技術和三大技術突破提升低溫表現,專利石墨烯負極技術提升了導電性,高容量三穩電芯提升了容量,高密度集群技術增加了極板活性物質反應面積。
比亞迪刀片電池同樣在低溫環境下表現出色。搭載刀片電池的比亞迪漢在零下十度以下仍能放出常溫下90%的電,放電功率與三元鋰電池基本持平。這得益于刀片電池獨特的結構和特殊保溫材料,強化了低溫性能。此外,比亞迪為刀片電池采用科學熱管理系統,能自動控制電池內部溫度在最佳工作溫度,使低溫時電池內部溫度均勻分布,在一定程度上減緩了低溫對電池的影響。
綜上所述,雖然低溫環境對電池參數有著諸多不利影響,但隨著技術的不斷進步,越來越多的電池通過創新技術在低溫環境下展現出良好的性能。這也為用戶在不同氣候條件下使用電動汽車等設備提供了更多的保障和便利,相信未來會有更多優秀的電池技術出現,進一步提升電池在低溫環境下的表現 。
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