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温度对动力磷酸铁锂电池内阻特性的影响介绍

  钜大LARGE   2021-09-03 次浏览

温度对动力磷酸铁锂电池内阻特性有什么影响?动力磷酸铁锂电池的特性与环境温度紧密相关。电池的容量特性、内阻数值和荷电状态,开路电压曲线是反映锂电池基本性能的重要指标,也是参与锂电池管理系统设计的重要参数。本文电气小编聊聊温度对磷酸铁锂电池内阻特性有什么影响。


磷酸铁锂电池内阻作为衡量电池内部导电离子和电子传输难易程度的主要参数,直接决定着电池的功率特性,因而对电动汽车的动力性有着重要影响。同时,内阻也决定着电池产热量的大小,内阻是电池产热量估算的关键参数之一。


电动汽车实际运行的环境温度范围较广,在不同温度和工作状态下,电池内阻均不同。掌握电池内阻与温度、SOC和充放电倍率等的内在关系,能够更好地为电池产热模型仿真和热管理系统设计提供依据。


动力型磷酸铁锂电池在10、25和40℃下的温度特性,结果表明,随温度上升,电池充放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降,且不同温度下欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率,低温下欧姆内阻变化率大于高温下变化率。


本文存能电气小编通过混合脉冲功率特性法(HPPC)对40Ah方形能量型磷酸铁锂电池的内阻进行了不同温度下的测试实验,详细研究了电池在一20~40℃不同温度下充放电过程中内阻随SOC的变化规律,并对导致该规律的原因进行一定分析。


以方形40Ah电动汽车用磷酸铁锂动力电池为研究对象,其中,正极材料为磷酸铁锂,未改性,作碳包覆;负极材料为高温型中间相炭微球(MCMB1;电解液为锂盐电解质和有机溶剂,隔膜为聚丙烯/聚乙烯(PP/PE);电池单体的参数如表1所示。电池充放电设备为ArbinEVTS动力电池测试系统。恒温箱为SETH.Z-040L超低温调湿实验箱,为电池充放电实验提供恒定的环境温度。


磷酸铁锂动力电池参数:


尺寸/:100x32xl80


最小放电电压/V:2.5


最大充电电压/v:3.8


最大充电电流/A:160


最大放电电流/A:200(1min)


工作温度(充电)/℃:0~45


工作温度(放电)/:-20~45


额定电压/v:3.2


额定容量/Ah:40


质量/g:1250


影响磷酸铁锂电池温度有哪些因素?


温度.jpg


1、生产环境:磷酸铁锂电池包做为一个化工原料众多、工艺繁杂的高科技产品,其生产环境对温度、湿度、粉尘等都有很高的要求,如果没有控制到位,电池品质将出现波动。


2、导电性差、锂离子扩散速度慢。高倍率充放电时,实际比容量低,这个问题是制约磷酸铁锂电池产业发展的一个难点。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用,这是一个主要的问题。


3、材料方面的影响,磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差,另外比较容易产生极化,降低容量的发挥;负极这块主要是低温充电,因为它会影响到安全性问题;电解液这一块,可能低温下黏度会增大,锂离子迁移阻抗会增大;第四个就是粘结剂,现这个对电池的低温性能影响也是比较大的。


磷酸铁锂电池受温度影响很大,在以动力电池应用领域和温度影响较大的应用环境,需要对电池进行热管理(风冷、液冷等)才能提高电池的使用效率,延长电池系统使用寿命。


在新能源行业磷酸铁锂电池被看好,电池循环寿命可达到3000次左右,放电稳定,被广泛应用在动力电池和储能等领域。磷酸铁锂电池热峰值可达350~500℃,工作温度范围宽广(-20~+75℃),高温(60℃)情况下仍可以放出100%容量。


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