U heeft geen artikelen in uw winkelwagen.
Lithium-ionbatterijen hebben een hoge bedrijfsspanning (3 keer hoger dan NiMH- en NiCd-batterijen), hoge specifieke energie (tot 165 Wh/kg, 3 keer hoger dan NiMH-batterijen), klein formaat, klein gewicht, lange levensduur, lage zelf- ontlading, geen geheugeneffect, geen vervuiling en vele andere voordelen, lithium-ijzerfosfaatbatterijen hebben de voorkeur in de nieuwe energie-industrie. De levensduur van de batterij kan ongeveer 3000 keer bedragen, de ontladingsstabiliteit wordt veel gebruikt in energiebatterijen en energieopslag en andere velden. De snelheid van de bevordering ervan en de breedte en diepgang van de toepassing ervan zijn echter niet bevredigend. Naast de prijs- en batchconsistentie die wordt veroorzaakt door het batterijmateriaal zelf, de factoren die de snelle promotie ervan belemmeren, zijn ook de temperatuurprestaties een belangrijke factor. Dit artikel onderzoekt de invloed van temperatuur op de prestaties van lithium-ijzerfosfaat-batterijen en de laad- en ontlaadomstandigheden van het batterijpakket bij hoge en lage temperaturen.
Uit de levensduur van de batterij, getest bij kamertemperatuur, blijkt dat de lithium-ijzerfosfaatbatterij een voordeel met lange levensduur heeft. Momenteel worden 3314 cycli bereikt en is het capaciteitsbehoud nog steeds 90%, en het einde van de levensduur van 80% kan ongeveer 4000 keer zijn.
1.Monomeercirculatie
Hij is voltooid: 3314cyc met een capaciteitsbehoud van 90%.
Beïnvloed door de verwerkingstechnologie van de cel en het groeperingsproces van de module, heeft de inconsistentie van de batterij zich gevormd nadat de PACK is voltooid. Hoe geavanceerder het proces, hoe lager de interne weerstand van de groep en hoe kleiner het verschil tussen de cellen. De levensduur van de volgende modules zijn de basisgegevens die de meeste lithium-ijzerfosfaten momenteel kunnen bereiken. Daarom moet het BMS tijdens het gebruiksproces regelmatig op het batterijpakket worden gebalanceerd om het verschil tussen de cellen te verkleinen en de levensduur te verlengen.
2. Modulecyclus
Het is voltooid: 2834cyc met een capaciteitsbehoud van 67,26%.
Hoge temperaturen versnellen de veroudering van de batterij.
1. Laad-/ontlaadcurve van monomeer
2. Cyclus op hoge temperatuur
De hogetemperatuurcyclus is voltooid na 1100 cycli en het capaciteitsbehoud bedraagt 73,8%.
De ontladingscapaciteit van de accu bij temperaturen van 0 tot -20℃ was 88,05%, 65,52% en 38,88% van de capaciteit bij een temperatuur van 25℃; de gemiddelde ontlaadspanning was achtereenvolgens 3,134, 2,963 V en 2,788 V, waarbij de gemiddelde ontlaadspanning bij -20℃ 0,431 V lager was dan bij 25℃. Uit de bovenstaande analyse blijkt dat naarmate de temperatuur daalt, de gemiddelde ontlaadspanning en ontlaadcapaciteit van lithium-ionbatterijen afnemen, vooral wanneer de temperatuur -20℃ is, nemen de ontlaadcapaciteit en de gemiddelde ontlaadspanning van de batterij sneller af. .
Figuur 1 Ontladingscurve van LiFePO4-batterij bij verschillende temperaturen
Vanuit elektrochemisch perspectief geanalyseerd, veranderen de oplossingsweerstand en de SEI-membraanweerstand nauwelijks over het gehele temperatuurbereik en hebben ze weinig invloed op de prestaties van de batterij bij lage temperaturen; de ladingsoverdrachtsweerstand neemt aanzienlijk toe bij afnemende temperatuur, en de veranderingen met de temperatuur over het gehele temperatuurbereik zijn aanzienlijk groter dan de oplossingsweerstand en de SEI-membraanweerstand. Dit komt omdat naarmate de temperatuur daalt, de ionische geleidbaarheid van de elektrolyt afneemt en de SEI-membraanweerstand en elektrochemische reactieweerstand toenemen, wat resulteert in een toename van de ohmse polarisatie, dichte polarisatie en elektrochemische polarisatie bij lage temperatuur, wat wordt weerspiegeld in de ontladingscurve. van de batterij , aangezien zowel de gemiddelde spanning als de ontladingscapaciteit afnemen met de temperatuur.
Figuur 2 Na het 5 keer opladen en ontladen van de batterij bij lage temperatuur
Uit Figuur 2 blijkt dat na 5 keer fietsen bij -20℃ en verder fietsen bij 25℃, de capaciteit en de ontladingssnelheid van de batterij werden verminderd. Dit komt omdat naarmate de temperatuur daalt, de ionische geleidbaarheid van de elektrolyt afneemt en de ohmse polarisatie, dichte polarisatie en elektrochemische polarisatie toenemen tijdens opladen bij lage temperatuur, wat resulteert in de afzetting van lithiummetaal en de ontleding van de elektrolyt. Dit leidt uiteindelijk tot de verdikking van de SEI-film op het elektrodeoppervlak en een toename van de SEI-filmweerstand, wat zich in de ontladingscurve manifesteert als een afname van de ontladingssnelheid en ontladingscapaciteit.
1.De invloed van lage temperaturen op de cyclusprestaties
Figuur 3 0,5C-snelheidscycluscurve van een lithium-ionbatterij bij kamertemperatuur
Figuur 4 Cycluscurve van 0,5C snelheid van een lithium-ionbatterij bij -10℃
Uit de figuur is te zien dat de capaciteit van de batterij in een omgeving van -10℃. neemt snel af. Na 100 cycli is de capaciteit slechts 59mAh/g en neemt de capaciteit af met 47,8%. De batterij die bij lage temperatuur is ontladen, wordt op normale temperatuur gebracht voor een laad-/ontlaadtest om de prestaties van het capaciteitsherstel te onderzoeken. De capaciteit werd hersteld naar 70,8 mAh/g met een capaciteitsverlies van 68%. Het is duidelijk dat de lage temperatuurcyclus van de batterij een grotere impact heeft op het herstel van de batterijcapaciteit.
2. De invloed van lage temperaturen op de veiligheidsprestaties
Het opladen van lithium-ionbatterijen is een proces waarbij lithiumionen door elektrolytmigratie uit de positieve elektrode worden geëxtraheerd en in het negatieve elektrodemateriaal worden geïntroduceerd. Lithiumionen polymeriseren om de negatieve elektrode te vormen en zes koolstofatomen vangen een lithiumion op. Bij lage temperaturen neemt de chemische reactieactiviteit af en vertraagt de migratie van lithiumionen. De lithiumionen op het oppervlak van de negatieve elektrode werden niet in de negatieve elektrode geïntroduceerd en gereduceerd tot metallisch lithium en neergeslagen op het oppervlak van de negatieve elektrode om lithiumdendrieten te vormen die gemakkelijk te doorboren zijn. Het membraan veroorzaakt kortsluiting in de accu, waardoor de accu beschadigd raakt en een veiligheidsongeval ontstaat.
Uit bovenstaande gegevens kan worden geconcludeerd dat lithium-ijzerfosfaatbatterijen (lifepo4-batterij) sterk worden beïnvloed door temperatuur. Bij de toepassing van krachtige batterijtoepassingen en de temperatuurimpact van de applicatieomgeving is er behoefte aan thermisch beheer van de batterij (luchtkoeling, vloeistofkoeling, enz.) om de efficiëntie van de batterij te verbeteren en de levensduur van het batterijsysteem te verlengen.
1. Kwaliteit van de grondstoffen: vooral lithium-ijzerfosfaatmaterialen zijn nieuw, de productieapparatuur en synthetische processen zijn niet veilig en volwassen, de kwaliteit is gevoelig voor schommelingen, wat wordt beïnvloed door de consistentie van het batterijproduct.
2. Productieomgeving: LiFePO4-batterij is een hightech product met veel chemische grondstoffen en ingewikkelde processen. De productieomgeving stelt hoge eisen aan temperatuur, vochtigheid, stof, etc. Als er geen controle is over de productieomgeving, zal de batterijkwaliteit fluctueren.
3. Productieapparatuur: Hoe minder handmatige componenten in het productieproces en hoe hoger de mate van automatisering van de apparatuur, hoe beter de consistentie van lithiumijzerfosfaatbatterijen ( LiFePO4-batterij ).
Bij lithium-ijzerfosfaatbatterijen kan het overmatig ontladen en overladen de capaciteit van de batterij beïnvloeden. De juiste omgang met lithiumbatterijen is het opladen voordat de stroom is opgebruikt, het vermijden van opladen nadat de stroom is opgebruikt en het voorkomen van overladen. De beste bedrijfstemperatuur voor lithiumbatterijen is 0 tot 35 graden Celsius. Een omgeving met lage temperaturen vermindert de activiteit van lithiumionen, de ontladingscapaciteit van de batterij wordt zwakker en de levensduur wordt verkort. Als de lithiumbatterij zich gedurende korte tijd in een omgeving met lage temperaturen bevindt, zal deze schade slechts tijdelijk zijn en de batterijcapaciteit niet schaden. Naarmate de temperatuur stijgt, herstellen de prestaties.
Wanneer de lithium-ijzerfosfaatbatterij ( LiFePO4-batterij ) echter gedurende lange tijd in een omgeving met lage temperaturen werkt en oplaadt en ontlaadt, vindt er neerslag van lithiummetaal plaats op het oppervlak van de batterijanode, een proces dat onomkeerbaar is en permanente schade aanricht. batterij capaciteit.
Bij lithium-ijzerfosfaatbatterijen kan het overmatig ontladen en overladen de capaciteit van de batterij beïnvloeden. De juiste omgang met lithiumbatterijen is het opladen voordat de stroom is opgebruikt, het vermijden van opladen nadat de stroom is opgebruikt en het voorkomen van overladen. De beste bedrijfstemperatuur voor lithiumbatterijen is 0 tot 35 graden Celsius. Een omgeving met lage temperaturen vermindert de activiteit van lithiumionen, de ontladingscapaciteit van de batterij wordt zwakker en de levensduur wordt verkort. Als de lithiumbatterij zich gedurende korte tijd in een omgeving met lage temperaturen bevindt, zal deze schade slechts tijdelijk zijn en de batterijcapaciteit niet schaden. Naarmate de temperatuur stijgt, herstellen de prestaties.
Wanneer de lithium-ijzerfosfaatbatterij ( LiFePO4-batterij ) echter gedurende lange tijd werkt en oplaadt en ontlaadt in een omgeving met lage temperaturen, vindt er neerslag van lithiummetaal plaats op het oppervlak van de batterijanode, een proces dat onomkeerbaar is en de capaciteit van de batterij afneemt. is blijvende schade.
Let op: dit artikel is afkomstig van internet en moet bij overtreding worden verwijderd.
Wie verhält sich eine Creabest Batterie beim Laden unter 0°C ? Schaltet das BMS rechtzeitig ab, um eine Beschädigung der LiFePO4 Batterie zu vermeiden ?
Ohne Abschaltung, was technisch mit BMS kein Problem darstellt, macht eine Anwendung im Wohnmobil keinen Sinn.
Lieber Leser,
Ich arbeite gerade an meiner W-Seminararbeit im Rahmen des Abiturs und habe vor diesen Artikel als Quelle heranzuführen. Deswegen wollte ich fragen ob die in diesem Artikel gezeigten Daten selbst erhoben oder aus Studien rausgeschrieben wurden, wenn diese aus Studien entnommen wurden könnten sie mir bitte Links zu den entsprechenden Studien bereitstellen.
Danke im Vorhinein
Andreas Michaelis