Okruženje u kojem se koristi litijeva polimerna baterija također je vrlo važno za utjecaj na njezin vijek trajanja. Među njima, temperatura okoline je vrlo važan čimbenik. Preniska ili previsoka temperatura okoline može utjecati na vijek trajanja litijevih polimernih baterija. U primjenama baterija za napajanje i primjenama gdje temperatura ima veliki utjecaj, termalno upravljanje litijevim polimernim baterijama potrebno je za poboljšanje učinkovitosti baterije.

Uzroci promjene unutarnje temperature litij-polimerne baterije

ZaLi-polimer baterijeUnutarnja toplina koja se stvara je reakcijska toplina, polarizacijska toplina i Jouleova toplina. Jedan od glavnih razloga porasta temperature Li-polimer baterije je porast temperature uzrokovan unutarnjim otporom baterije. Osim toga, zbog gustog smještaja zagrijanog tijela ćelije, srednje područje će vjerojatno skupljati više topline, a rubno područje manje, što povećava temperaturnu neravnotežu između pojedinačnih ćelija u Li-polimer bateriji.

Metode regulacije temperature polimernih litijevih baterija

1. Interno podešavanje

Temperaturni senzor bit će postavljen na najreprezentativnije mjesto s najvećom promjenom temperature, posebno na najvišu i najnižu temperaturu, kao i u središte područja akumulacije topline polimerne litijeve baterije, gdje je temperatura najsnažnija.

1. Vanjska regulacija

Regulacija hlađenja: Trenutno, s obzirom na složenost strukture upravljanja toplinom Li-polimer baterija, većina ih usvaja jednostavnu strukturu metode hlađenja zrakom. A s obzirom na ujednačenost odvođenja topline, većina ih usvaja metodu paralelne ventilacije.

1. Regulacija temperature: najjednostavnija struktura grijanja je dodavanje grijaćih ploča na vrh i dno Li-polimer baterije za provedbu grijanja, postoji linija grijanja prije i poslije svake Li-polimer baterije ili korištenje grijaće folije omotane okoLitij-polimerna baterijaza grijanje.

Glavni razlozi smanjenja kapaciteta litij-polimernih baterija na niskim temperaturama

1. Slaba vodljivost elektrolita, slabo kvašenje i/ili propusnost dijafragme, sporija migracija litijevih iona, sporija brzina prijenosa naboja na granici elektroda/elektrolit itd.

2. Osim toga, impedancija SEI membrane povećava se na niskim temperaturama, usporavajući brzinu prolaska litijevih iona kroz granicu elektrode/elektrolita. Jedan od razloga povećanja impedancije SEI filma je taj što se litijevi ioni lakše odvajaju od negativne elektrode na niskim temperaturama i teže ih je ugraditi.

3. Tijekom punjenja, pojavit će se metalni litij koji će reagirati s elektrolitom stvarajući novi SEI film koji prekriva izvorni SEI film, što povećava impedanciju baterije i time uzrokuje smanjenje kapaciteta baterije.

Niska temperatura na performanse litij-polimernih baterija

1. niska temperatura na performanse punjenja i pražnjenja

Kako se temperatura smanjuje, prosječni napon pražnjenja i kapacitet pražnjenjalitij-polimerne baterijese smanjuju, posebno kada je temperatura -20 ℃, kapacitet pražnjenja baterije i prosječni napon pražnjenja brže se smanjuju.

2. Niska temperatura na performanse ciklusa

Kapacitet baterije brže opada na -10℃, a nakon 100 ciklusa ostaje samo 59mAh/g, s gubitkom kapaciteta od 47,8%; baterija ispražnjena na niskoj temperaturi testirana je na sobnoj temperaturi za punjenje i pražnjenje, a tijekom tog razdoblja ispitana je učinkovitost oporavka kapaciteta. Njezin kapacitet se oporavio na 70,8mAh/g, s gubitkom kapaciteta od 68%. To pokazuje da ciklus niske temperature baterije ima veći utjecaj na oporavak kapaciteta baterije.

3. Utjecaj niskih temperatura na sigurnosne performanse

Punjenje polimerne litijeve baterije je proces u kojem litijevi ioni izlaze iz pozitivne elektrode putem migracije elektrolita ugrađenog u negativni materijal. Litijevi ioni se polimeriziraju na negativnu elektrodu, gdje šest atoma ugljika hvata litijev ion. Pri niskim temperaturama, kemijska reakcija se smanjuje, a migracija litijevih iona postaje sporija. Litijevi ioni na površini negativne elektrode, ako nisu ugrađeni u negativnu elektrodu, smanjuju se na metalni litij, a taloženje na površini negativne elektrode stvara litijeve dendrite. Ti dendriti lako mogu probiti dijafragmu i uzrokovati kratki spoj u bateriji, što može oštetiti bateriju i uzrokovati sigurnosne nesreće.

Konačno, želimo vas podsjetiti da se litij-polimerne baterije najbolje ne pune zimi na niskim temperaturama. Zbog niskih temperatura, litijevi ioni ugniježđeni na negativnoj elektrodi stvaraju ionske kristale koji izravno probijaju dijafragmu, što obično uzrokuje mikrokratki spoj koji utječe na vijek trajanja i performanse, te ozbiljnu izravnu eksploziju. Stoga neki ljudi smatraju da se zimi litij-polimerne baterije ne mogu puniti, a to je zbog toga što su dio sustava za upravljanje baterijom radi zaštite proizvoda.