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三元锂电池正常工作温度是多少?

2021-03-20   点击量:4471

三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在3.0V左右)会有明显的容量不足的感觉。


三元锂电池适应的工作温度很广,其电热峰值可达到350℃-500℃。相对于普通的铅酸电池,其储能能力更强,而且其材料相对较轻质。作为充电的锂电池,三元锂电池输出电压稳定、输出电压高、性能稳定、容量大、使用寿命长、工作温度范围广、安全性好以及环保无污染,因此在未来锂电池发展道路上具有很大的上升空间,但还需不断研究以求达到改善其自身缺陷的目的。


在较高的温度下三元锂电池受影响较小,如在55℃时电池相对25℃时的放电容量只稍有增加。常规的锂电池工作温度:-20℃~60℃,不过一般低于0℃后锂电池性能就会下降,放电能力就会相应降低,所以锂电池性能完全的工作温度,常见是0~40℃。一些特殊环境要求的锂电池温度就各有不同了,有些甚至可以在上百摄氏度的环境中正常运行。


锂离子电池实际应用中,材料的高温稳定性也是需要我们考虑的,一般而言,提高温度可以改善三元锂电池内的动力学条件,从而提高电池的性能,这一点从电池在60℃下的容量发挥可以明显的看出来,但是高温会对材料的循环稳定性产生一定的影响。


例如在20℃常温下,三元锂电池的三种材料在前50次循环,具有比较接近的循环性能,但是将温度提高到60℃后,NMC811和NCA材料循环50次后的容量保持率明显低于NMC622材料,这表明NMC622材料具有更高的热稳定性。


影响三元锂电池的三元材料循环性能的因素分析,例如充电截止电压和化成的电压和电流,以及环境温度对NMC和NCA材料循环性能的影响,从本质上来说随着NMC材料脱锂数量的增加,会导致材料的结构稳定性下降,影响循环性能。


此外,高温也会对材料的稳定性产生负面的影响,从而导致材料循环性能下降。根据NMC材料的特性,设计了一种全新的充电制度,既截止容量限制,对充电电压进行调整保证电池每次充电的容量都是相同的,从而克服由于电池过电势导致的充电容量和放电容量的衰降,很好的改善了三元锂电池的循环性能。


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钜大特种电池工程研究院

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