הסביבה בה נעשה שימוש בסוללת ליתיום פולימר חשובה גם היא בהשפעה על מחזור חייה. ביניהם, טמפרטורת הסביבה היא גורם חשוב מאוד. טמפרטורת סביבה נמוכה מדי או גבוהה מדי יכולה להשפיע על מחזור חיי הסוללה של סוללות ליתיום-פולימר. ביישומי סוללות חשמל ויישומים בהם הטמפרטורה משפיעה רבות, נדרש ניהול תרמי של סוללות ליתיום-פולימר כדי לשפר את יעילות הסוללה.

גורמים לשינוי טמפרטורה פנימי של חבילת סוללות ליתיום-פולימר

עֲבוּרסוללות ליתיום-פולימר, יצירת החום הפנימית היא חום תגובה, חום קיטוב וחום ג'אול. אחת הסיבות העיקריות לעליית הטמפרטורה של סוללת ליתיום-פולימר היא עליית הטמפרטורה הנגרמת על ידי ההתנגדות הפנימית של הסוללה. בנוסף, עקב המיקום הצפוף של גוף התא המחומם, האזור האמצעי צפוי לצבור יותר חום, ואזור הקצה קטן יותר, מה שמגביר את חוסר האיזון בטמפרטורה בין התאים הבודדים בסוללת ליתיום-פולימר.

שיטות ויסות טמפרטורה של סוללות ליתיום פולימר

1. התאמה פנימית

חיישן הטמפרטורה ימוקם במקום המייצג ביותר ובעל שינוי הטמפרטורה הגדול ביותר, במיוחד בטמפרטורה הגבוהה והנמוכה ביותר, כמו גם במרכז אזור הצטברות החום העוצמתי יותר של סוללת ליתיום פולימר.

1. רגולציה חיצונית

ויסות קירור: כיום, בהתחשב במורכבות מבנה ניהול התרמי של סוללות ליתיום-פולימר, רובן מאמצות את המבנה הפשוט של שיטת קירור אוויר. ובהתחשב באחידות פיזור החום, רובן מאמצות את שיטת האוורור המקבילה.

1. ויסות טמפרטורה: מבנה החימום הפשוט ביותר הוא להוסיף לוחות חימום בחלק העליון והתחתון של סוללת הליתיום-פולימר כדי ליישם חימום, יש קו חימום לפני ואחרי כל סוללת ליתיום-פולימר או שימוש בסרט חימום עטוף סביבה.סוללת ליתיום-פולימרלחימום.

הסיבות העיקריות לירידה בקיבולת של סוללות ליתיום פולימר בטמפרטורות נמוכות

1. מוליכות אלקטרוליט ירודה, הרטבה ו/או חדירות ירודה של הסרעפת, נדידה איטית יותר של יוני ליתיום, קצב העברת מטען איטי יותר בממשק האלקטרודה/אלקטרוליט וכו'.

2. בנוסף, העכבה של קרום ה-SEI עולה בטמפרטורות נמוכות, מה שמאט את קצב מעבר יוני הליתיום דרך ממשק האלקטרודה/אלקטרוליט. אחת הסיבות לעלייה בעכבה של סרט ה-SEI היא שקל יותר ליוני ליתיום להתנתק מהאלקטרודה השלילית בטמפרטורות נמוכות וקשה יותר להטמיע אותם.

3. בעת הטעינה, מתכת ליתיום תופיע ותגיב עם האלקטרוליט ליצירת שכבת SEI חדשה שתכסה את שכבת ה-SEI המקורית, מה שמגדיל את עכבת הסוללה ובכך יגרום לקיבולת הסוללה לרדת.

טמפרטורה נמוכה על ביצועי סוללות ליתיום פולימר

1. טמפרטורה נמוכה על ביצועי הטעינה והפריקה

ככל שהטמפרטורה יורדת, מתח הפריקה הממוצע וקיבולת הפריקה שלסוללות ליתיום פולימרמופחתים, במיוחד כאשר הטמפרטורה היא -20 ℃, קיבולת פריקת הסוללה ומתח הפריקה הממוצע יורדים מהר יותר.

2. טמפרטורה נמוכה על ביצועי המחזור

קיבולת הסוללה דועכת מהר יותר ב-10- מעלות צלזיוס, והקיבולת נשארת רק 59 מיליאמפר/גרם לאחר 100 מחזורים, עם דעיכת קיבולת של 47.8%; סוללה שנפרקה בטמפרטורה נמוכה נבדקת בטמפרטורת החדר לצורך טעינה ופריקה, ובמהלך תקופה זו נבדקו ביצועי שחזור הקיבולת. הקיבולת שלה התאוששה ל-70.8 מיליאמפר/גרם, עם אובדן קיבולת של 68%. ממצא זה מראה כי למחזור הטמפרטורה הנמוכה של הסוללה יש השפעה גדולה יותר על שחזור קיבולת הסוללה.

3. השפעה של טמפרטורה נמוכה על ביצועי הבטיחות

טעינת סוללת ליתיום פולימר היא תהליך בו יוני ליתיום יוצאים מהאלקטרודה החיובית דרך נדידת אלקטרוליטים המוטמעים בחומר השלילי. יוני ליתיום עוברים לאלקטרודה השלילית באמצעות פילמור, ולוכדים יון ליתיום על ידי שישה אטומי פחמן. בטמפרטורות נמוכות, פעילות התגובה הכימית פוחתת, בעוד שהנדידה של יוני ליתיום הופכת לאט יותר. יוני ליתיום על פני האלקטרודה השלילית שלא הוטמעו באלקטרודה השלילית הופכים למתכת ליתיום. משקעים משקעים על פני האלקטרודה השלילית יוצרים דנדריטים של ליתיום, אשר יכולים בקלות לחדור את הסרעפת ולגרום לקצר חשמלי בסוללה, מה שעלול לגרום נזק לסוללה ולגרום לתאונות בטיחות.

לבסוף, אנו עדיין רוצים להזכיר לכם שעדיף לא לטעון סוללות ליתיום פולימר בחורף בטמפרטורות נמוכות. עקב טמפרטורות נמוכות, יוני ליתיום המקוננים על האלקטרודה השלילית ייצרו גבישי יונים, החודרים ישירות לסרעפת, מה שבדרך כלל גורם לקצר חשמלי מיקרו שמשפיע על חיי הסוללה והביצועים, וגורם לפיצוץ ישיר חמור. לכן, יש אנשים שחושבים שטעינת סוללות ליתיום פולימר בחורף אינה ניתנת לטעינה, הסיבה לכך היא ניתוק ממערכת ניהול הסוללה עקב הגנת המוצר.