欢迎光临广东高格科技仪器设备有限公司网站!

在线留言| 联系我们| 网站地图

广东高格科技仪器设备有限公司
高格仪器-品质保障-专注精密品管检测仪器

全国咨询电话:
0769-85885105


锂离子电池高低温充放电性能研究设备-高低温试验箱

文章出处:高格官网责任编辑:高格小编作者:13712085056人气:发表时间:2022-01-12 14:14:14 【

锂离子电池能量密度高,设计灵活,循环寿命长、 无记忆效应自放电率低.对环境无污染等显著特点,在移动式电子设备、电动汽车以及国防军工等高技术领域得到了越来越广泛的应用,但是由于电动汽车、航天及军事等领域的使用环境比较苛刻,要求锂离子电池要在较宽的温度范围内使用,因比其高低温性能一直备受人们的关注。本文以一种国内已商品化的锂离子电池的科研改进型号为研究对象,对其在高低温条件下的性能进行了测试,为厂家改进电池工艺提供了一定的数据参考。
01、准备实验的仪器和材料 高低温试验箱
1.1仪器与材料
实验仪器∶高精度电池性能测试系统-高低温试验箱
实验电池∶国产电池芯、标称电压37V、标称容量11 Ah。
1.2 实验方法及条件
(1)试验前准备工作∶
a.在常温(23±2)℃下,将试验中使用的电池稳定循环5次
充放电条件∶使用电池3500 mA恒流充电到4.2 V转恒压充电至350 mA;充放电间搁置1h∶用3500 mA恒流放电至27 V. 
b.电池分别在-20℃和65℃在环境条件下搁置6 h,在不同的温度下(-20℃和65℃)以下充放电实验。
(2)高低温充放电
将电池放置在高低温试验箱(65)中℃C)或调温调湿箱(-20℃C)中,用3 500 mA恒流充电到42 V转恒压充电至350 mA;充放电之间搁置1h;用3500 mA恒流放电至27V。
02、实验结果及讨论
2.1锂离子电池的低温充放电性能
常温(23)电池±2)℃和低温(-20 ℃)通过恒流恒压充电容量和常温和低温下总充电容量的值可以看出,与常温充电过程相比,电池在低温恒流充电过程中的端电压升高(可能是在低温条件下,电池极化较大,相应电压变化较大),恒流充电时间降低,恒压充电时间显著延长,使电池平均充电电压升高,充电效率降低。电池的恒流充电容量和总充电容量降低。
在室温下,电池的恒流充电容量与总充电容量之比为52%; 当温度降至-20时 ℃,电池恒流充电容量与总充电容量的比例仅为6.2%。原因分析∶电池在低温下,电池中的活性物质的化学活性降低;电解液中的部分溶剂凝固,导致Lit迁移量减少,导电性降低;电池充电过程中大量金属锂沉积,浓差极化增加,电压迅速升高。
电池分别在常温(23±2)℃和低温-20 ℃条件下的放电通过恒流恒压充电容量和常温和低温下总充电容量的值可以看出∶在-20 ℃时,相对于常温而言下降比较快,锂离子电池放电过程,放电平均电压降低。这可能是由于在低温条件下,浓度极化和申化学极化均增大,低温下欧姆极化,电解液的离子导电率降低,在电池放电就表现为放电电压的降低。
由于低温时的充电效率不高,导致其放电容量也相应下降, 从电池的微观来看,低温(<0℃C)充电会引发锂离子还原成金属锂枝晶反应,这种锂金属枝晶,锐角锋利,易刺穿电池内部隔膜,引发电池内短路,存在一定的安全隐患。
2.2锂离子电池的高温充放电性能
电池分别在常温(23)±2)℃和高温65℃充电通过恒流恒压充电容量和常温和低温下总充电容量的值可以看出,与室温充电过程相比,电池在高温下的充电电压迅速升高到充电限制电压;恒流充电时间明显降低,恒压充电时间几乎为0,整个充电过程迅速结束。电池在65℃储存一段时间后,在这种情况下,充电容量仅为室温20.8%。这是由于电池正负极材料表面在高温条件下充电EIS膜表面变化、电解质等在高温温条件下发生一定的副反应以及活性锂的减少电池内部结构的发生不可逆变化,增加了电池的内阻。同时,电池中的一些添加剂有利于在室温下提高电池性能,但在高温下可能就不能发挥同样的作用。
   通过以上实验可以看出;在65℃时锂离子电池的放电起始电压明显下降,放电时间减少;同时由于充电接受能力下降造成充电容量降低故其放电容量低。
   随后将该电池重新置于室温环境搁置一段时间待其稳定后,再对其进行充放电实验,发现这种由于高温引起的变化持续出严重的不可逆性。这可能是高温条件下,引起了电池电解液的分解或者是电池材料的结构发生了不可逆的变化,导致电池在高温条件下充放电电压的容量下降。电池经高温充放电后,电池在室温下搁置观察无变形,无爆炸等现象,这些指标均符合电池标准要求。
03、结论
电池在低温-20℃和高温65 ℃下的充放电性能进行了测试,研究表明∶在-20℃低温搁置后,该电池外形没有发生变化,在低温下充电的容量为常温的83%;在65℃高温搁置后,电池在高温下充电的容量仅为常温的20.8%,再将电池恢复至常温后其容量无法恢复。可见该电池的低温充放电性能优于高温充放电性能。以上资料数据来源于网络文献资料,想要了解更多关于锂电池高低温试验箱的资讯,可以持续关注我司网站
 

此文关键字: