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低温对锂电池的影响大吗?

来源:宝鄂实业    2019-08-14 12:39    点击量:
对于锂离子电池而言,不论是国标还是企标,对放电的下限温度都有着严格的限制:不低于-20℃。而对于充电温度而言,则不仅会像放电一样规定最低温度,甚至明确规定低温下只能小倍率充电、且不能满充(例如0~15度时只能0.2C充电,且上限电压是4.0V),生怕用户越雷池半步。那么问题来了,本来用户需要的是一个高低温性能皆要兼顾的全能战士,但为什么锂电厂家却要定下这些苛刻的限制呢?
 
让我们首先从锂离子电池低温下的表现说起。对于相同倍率下的放电,当外界温度越低时,锂离子电池的放电电压就会越低。如下图所示:
 
 
从图中可以看出,当温度降低时,电池放电电压也大幅降低,这样电池在低温放电时就会更快的到达放电截止电压,从而造成低温放电容量明显低于常温容量。需要向大家说明的是,锂离子电池低温下的容量并非消失了,而只是无法在正常电压范围(≥3.0V)内全部放出而已,如果可以将放电截止电压继续下延,那就可以将剩余的容量放出。但问题是过低的电压已经无法保持用电设备的正常使用,因此过低的下限电压(<2.5V)一般没有太多的讨论意义。
 
相对于低温放电,锂离子电池低温充电的表现则更加不尽如人意,首先,低温下的充电会快速达到恒压阶段、并会一定程度上降低充电容量、同时增加充电时间,如下图所示:
 
高温可以降低电池的容量,此要素将影响全部类型的设备 —— 甚至智能手机因为工作程序也会致使升温 —— 笔记本电脑实行负载任务时,也将变得很热。笔记本电脑的电池一般间隔电子元器件较近,实行许多去任务时,元器件过热也会使电池受损。
  假设你的笔记本电脑常常长时间开机,机器温度较高,建议将电池取出,可以防止电池遭到高温的腐蚀,然后前进电池的运用寿数。笔记本电脑假设仅是用于一般工作,则不会发作太大不一样,可是假设用户常常玩大型游戏,致使温度过高,那么取下电池将有助于延伸电池寿数。当然,这仅适用于可拆卸电池的笔记本电脑。
  用户所属地域的气候也是一个疑问。假设你住的本地非常热,或许你的设备存放在一个温度较高的本地 —— 例如,夏天在太阳暴晒下的汽车里 —— 你的电池将损耗更快。所以,尽量使你的设备置于靠近室温的环境中,防止置于很热的本地。
  极点严寒的气温也或许降低你的电池寿数。不要把备用电池置于冰柜,假设你地点的地域极为严寒,也不要把装有电池的设备置于极低温度的环境中。
 
同理,其它设备中也是如此,太阳能路灯,移动办公用品,军工用品,智能机器人,UPS等等设备的锂电池都是一样。
 
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不仅如此,锂离子电池在低温充电时,锂离子可能来不及嵌入石墨负极当中,从而析出在负极表面形成金属锂枝晶,这一反应会消耗电池中的可以反复充放电的锂离子、并大幅降低电池容量,析出的金属锂枝晶也可能会刺穿隔膜,从而影响安全性能。低温充电后锂离子电池负极表面析锂的图片如下:
 
 
锂离子电池低温放电容量会降低,但是经过常温充放电后可以恢复,是可逆的容量损失;但是低温充电会造成析锂,是永久性的容量损失。
 
 
 
由于低温充电析锂的危害更大,因此锂离子电池的低温充电要比低温放电管控的更严。目前很多电池厂都会用“阶梯充电”的方式描述锂离子电池的充电条件,下面是一个类似的例子: