O ambiente em que a bateria de polímero de lítio é utilizada também é muito importante para influenciar sua vida útil. Dentre os fatores, a temperatura ambiente é crucial. Temperaturas muito baixas ou muito altas podem afetar a vida útil das baterias de polímero de lítio. Em aplicações de baterias de alta potência e em situações onde a temperatura é um fator determinante, o gerenciamento térmico das baterias de polímero de lítio é essencial para melhorar sua eficiência.

Causas da variação da temperatura interna de um conjunto de baterias de polímero de lítio.

Parabaterias de polímero de lítioA geração de calor interna inclui calor de reação, calor de polarização e calor Joule. Uma das principais razões para o aumento da temperatura em baterias de polímero de lítio é o aumento da resistência interna da bateria. Além disso, devido à alta densidade de células aquecidas, a região central tende a acumular mais calor, enquanto as bordas acumulam menos, o que aumenta o desequilíbrio térmico entre as células individuais da bateria de polímero de lítio.

Métodos de regulação de temperatura de baterias de polímero de lítio

1. Ajuste interno

O sensor de temperatura será colocado no local mais representativo, aquele com maior variação de temperatura, especialmente nos pontos de temperatura mais alta e mais baixa, bem como no centro da bateria de polímero de lítio, área de maior concentração de calor.

1. Regulação externa

Regulação do resfriamento: Atualmente, considerando a complexidade da estrutura de gerenciamento térmico das baterias de polímero de lítio, a maioria adota o método de resfriamento a ar, mais simples. Já para garantir a uniformidade da dissipação de calor, a maioria utiliza o método de ventilação paralela.

1. Regulação de temperatura: a estrutura de aquecimento mais simples consiste em adicionar placas de aquecimento na parte superior e inferior da bateria de polímero de lítio para realizar o aquecimento; pode haver uma linha de aquecimento antes e depois de cada bateria de polímero de lítio; ou pode-se utilizar uma película de aquecimento enrolada ao redor da bateria.bateria de polímero de lítiopara aquecimento.

Os principais motivos para a redução da capacidade das baterias de polímero de lítio em baixas temperaturas.

1. Baixa condutividade do eletrólito, baixa molhabilidade e/ou permeabilidade do diafragma, migração mais lenta dos íons de lítio, taxa de transferência de carga mais lenta na interface eletrodo/eletrólito, etc.

2. Além disso, a impedância da membrana SEI aumenta em baixas temperaturas, diminuindo a taxa de passagem de íons de lítio pela interface eletrodo/eletrólito. Uma das razões para o aumento da impedância do filme SEI é que, em baixas temperaturas, os íons de lítio se desprendem mais facilmente do eletrodo negativo e têm maior dificuldade em se incorporar.

3. Durante o carregamento, o lítio metálico se desprende e reage com o eletrólito, formando uma nova película SEI que cobre a película SEI original. Isso aumenta a impedância da bateria, causando a diminuição de sua capacidade.

Efeito da baixa temperatura no desempenho de baterias de polímero de lítio

1. Baixa temperatura no desempenho de carga e descarga

À medida que a temperatura diminui, a tensão média de descarga e a capacidade de descarga debaterias de polímero de lítiosão reduzidas, especialmente quando a temperatura é de -20 ℃, a capacidade de descarga da bateria e a tensão média de descarga diminuem mais rapidamente.

2. Desempenho do ciclo em baixas temperaturas

A capacidade da bateria decai mais rapidamente a -10 °C, restando apenas 59 mAh/g após 100 ciclos, o que representa uma perda de 47,8%. A bateria descarregada a baixa temperatura foi testada em temperatura ambiente para carga e descarga, e o desempenho de recuperação de capacidade foi examinado durante esse período. Sua capacidade recuperou para 70,8 mAh/g, com uma perda de 68%. Isso demonstra que o ciclo de baixa temperatura da bateria tem um impacto maior na recuperação de sua capacidade.

3. Impacto da baixa temperatura no desempenho de segurança

O carregamento de baterias de polímero de lítio é o processo pelo qual os íons de lítio, ao se desprenderem do eletrodo positivo, migram através do eletrólito incorporado no material negativo. Os íons de lítio polimerizam-se no eletrodo negativo, capturando-se através de seis átomos de carbono. Em baixas temperaturas, a atividade da reação química é reduzida, enquanto a migração dos íons de lítio torna-se mais lenta. Os íons de lítio na superfície do eletrodo negativo que não foram incorporados são reduzidos a lítio metálico, e precipitam-se na superfície do eletrodo negativo, formando dendritos de lítio que podem perfurar facilmente o diafragma, causando um curto-circuito na bateria, o que pode danificá-la e causar acidentes.

Por fim, gostaríamos de lembrar que as baterias de polímero de lítio não devem ser carregadas no inverno em baixas temperaturas. Devido às baixas temperaturas, os íons de lítio presentes no eletrodo negativo podem formar cristais que perfuram o diafragma, causando microcurtos-circuitos que afetam a vida útil e o desempenho das baterias, podendo até mesmo causar explosões. Por isso, algumas pessoas acreditam que as baterias de polímero de lítio não devem ser carregadas no inverno, mas isso se deve ao fato de que alguns componentes possuem um sistema de gerenciamento de bateria para proteger o produto.