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介紹鋰電池的充放電倍率

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:2586次  |  2022年04月18日  

鋰離子電池的充放電倍率,決定了我們可以以多快的速度,將一定的能量存儲(chǔ)到電池里面,或者以多快的速度,將電池里面的能量釋放出來。當(dāng)然,這個(gè)存儲(chǔ)和釋放的過程是可控的,是安全的,不會(huì)顯著影響電池的壽命和其他性能指標(biāo)。


倍率指標(biāo),在電池作為電動(dòng)工具,尤其是電動(dòng)交通工具的能量載體時(shí),顯得尤為重要。設(shè)想一下,假如你開著一輛電動(dòng)汽車去辦事,半路發(fā)現(xiàn)快沒電了,找個(gè)充電站充電,充了一個(gè)小時(shí)還沒充滿,估計(jì)要辦的事情都耽誤了。又或者你的電動(dòng)汽車在爬一個(gè)陡坡,無論怎么踩油門(電門),車子卻慢的像烏龜,使不上勁,自己恨不得下來推車。


顯然,以上這些場景都是我們不希望看到的,但是卻是當(dāng)前鋰離子電池的現(xiàn)狀,充電耗時(shí)久,放電也不能太猛,否則電池就會(huì)很快衰老,甚至有可能發(fā)生安全問題。但是在許多的應(yīng)用場合,我們都要電池具有大倍率的充放電性能,所以我們又一次卡在了電池這兒。為了鋰離子電池獲得更好的發(fā)展,我們有必要搞清楚,都是什么因素在限制電池的倍率性能。


簡析鋰離子電池的兩大性能指標(biāo):能量密度與充放電倍率


鋰離子電池的充放電倍率性能,與鋰離子在正負(fù)極、電解液、以及他們之間界面處的遷移能力直接相關(guān),一切影響鋰離子遷移速度的因素(這些影響因子也可等效為電池的內(nèi)阻),都會(huì)影響鋰離子電池的充放電倍率性能。此外,電池內(nèi)部的散熱速率,也是影響倍率性能的一個(gè)重要因素,假如散熱速率慢,大倍率充放電時(shí)所積累的熱量無法傳遞出去,會(huì)嚴(yán)重影響鋰離子電池的安全性和壽命。因此,研究和改善鋰離子電池的充放電倍率性能,重要從提高鋰離子遷移速度和電池內(nèi)部的散熱速率兩個(gè)方面著手。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

1.提高正、負(fù)極的鋰離子擴(kuò)散能力


鋰離子在正/負(fù)極活性物質(zhì)內(nèi)部的脫嵌和嵌入的速率,也就是鋰離子從正/負(fù)極活性物質(zhì)里面跑出來的速度,或者從正/負(fù)極表面進(jìn)入活性物質(zhì)內(nèi)部找個(gè)位置安家的速度到底有多快,這是影響充放電倍率的一個(gè)重要因素。


簡析鋰離子電池的兩大性能指標(biāo):能量密度與充放電倍率


舉個(gè)例子,全球每年都有會(huì)很多的馬拉松比賽,雖然大家基本同一時(shí)間出發(fā),可是道路寬度有限,參與的卻人很多(有時(shí)多達(dá)上萬人),造成相互擁擠,加上參與人員的身體素質(zhì)參差不齊,比賽的隊(duì)伍最后會(huì)變成一個(gè)超長的戰(zhàn)線。有人很快到達(dá)終點(diǎn),有人晚到幾個(gè)小時(shí),有人跑到昏厥,半路就歇菜了。


鋰離子在正/負(fù)極的擴(kuò)散和移動(dòng),與馬拉松比賽基本差不多,跑得慢的,跑得快的都有,加上各自選擇的道路長短不一,嚴(yán)重制約了比賽結(jié)束的時(shí)間(所有人都跑完)。

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