低溫環(huán)境對電池容量有多大影響?
低溫環(huán)境對電池容量的影響很大。
在低溫時,電瓶的電解液導(dǎo)電率降低、粘度提升,這會導(dǎo)致電解液難以滲透到極板內(nèi)部,和極板活性物質(zhì)反應(yīng)效率也變低,電池內(nèi)阻加大,從而影響車輛性能和續(xù)航。
而且極板會化學(xué)鈍化,形成的物質(zhì)隔開極板與電解液,充電效率和電瓶性能都受影響。溫度每下降 1℃,容量大概減少 1%。
對于鋰離子電池,低溫環(huán)境下問題也不少。比如電解液粘度變大、離子傳導(dǎo)速度變慢、電池極化、充放電容量降低。低溫充電時鋰離子還容易在負極形成鋰枝晶,導(dǎo)致電池失效。
而且電解液的成分及物化性能很重要,高電導(dǎo)率是良好低溫性能的必要條件。冬季氣溫下降,電動車主會明顯感覺車輛續(xù)航變短。
這是因為低氣溫降低了電化學(xué)反應(yīng)活性、離子擴散速度,提高了內(nèi)阻和降低了隔膜通透性。正常情況下,鋰電池在不同溫度下容量不同,-10℃時可用容量約為 70%,0℃時約為 80%,25℃以上時才是 100%。
鋰離子電池在低溫環(huán)境下使用受限,存在容量低、衰減嚴(yán)重、循環(huán)倍率性能差、析鋰現(xiàn)象明顯、脫嵌鋰不平衡等問題。
低溫下電解液黏度增大甚至凝固,導(dǎo)電率下降,與負極、隔膜相容性變差,固態(tài)電解質(zhì)界面厚度增加,活性物質(zhì)內(nèi)部擴散系統(tǒng)降低,電荷轉(zhuǎn)移阻抗顯著增大。
低溫充電時,鋰離子嵌入和鍍鋰反應(yīng)競爭,嵌入速率降低,鍍鋰反應(yīng)易出現(xiàn),電池內(nèi)阻隨溫度降低升高,荷電量低的電芯內(nèi)阻更大,帶電離子運動困難,內(nèi)阻升高,這都導(dǎo)致放電容量衰退且不能充電,放電時電能消耗在內(nèi)阻發(fā)熱上,使得電動汽車低溫下續(xù)航變短。