El entorno en el que se utiliza la batería de polímero de litio también influye de forma crucial en su ciclo de vida. Entre ellos, la temperatura ambiente es un factor fundamental. Una temperatura ambiente demasiado baja o demasiado alta puede afectar el ciclo de vida de las baterías de polímero de litio. En aplicaciones de baterías de potencia y en aquellas donde la temperatura es un factor importante, es necesario gestionar la temperatura de las baterías de polímero de litio para mejorar su eficiencia.

Causas del cambio de temperatura interna de la batería de polímero de litio

ParaBaterías de polímero de litioLa generación de calor interno se compone de calor de reacción, calor de polarización y calor Joule. Una de las principales razones del aumento de temperatura en las baterías de polímero de litio es el aumento de temperatura causado por la resistencia interna. Además, debido a la alta densidad de celdas calentadas, la zona central suele acumular más calor, mientras que la zona del borde es menor, lo que aumenta el desequilibrio térmico entre las celdas individuales de la batería de polímero de litio.

Métodos de regulación de la temperatura de las baterías de polímero de litio

1. Ajuste interno

El sensor de temperatura se colocará en el lugar más representativo, con el mayor cambio de temperatura, especialmente la temperatura más alta y más baja, así como el centro del área más poderosa de acumulación de calor de la batería de polímero de litio.

1. Regulación externa

Regulación de refrigeración: Actualmente, considerando la complejidad de la estructura de gestión térmica de las baterías de polímero de litio, la mayoría adopta el método simple de refrigeración por aire. Y considerando la uniformidad de la disipación de calor, la mayoría adopta el método de ventilación paralela.

1. Regulación de temperatura: la estructura de calentamiento más simple es agregar placas de calentamiento en la parte superior e inferior de la batería de polímero de litio para implementar el calentamiento, hay una línea de calentamiento antes y después de cada batería de polímero de litio o el uso de una película de calentamiento envuelta alrededor de labatería de polímero de litioPara calentar.

Las principales razones de la reducción de la capacidad de las baterías de polímero de litio a bajas temperaturas

1. Mala conductividad del electrolito, mala humectación y/o permeabilidad del diafragma, migración más lenta de iones de litio, velocidad de transferencia de carga más lenta en la interfaz electrodo/electrolito, etc.

2. Además, la impedancia de la membrana SEI aumenta a bajas temperaturas, lo que reduce la velocidad de paso de los iones de litio a través de la interfaz electrodo/electrolito. Una de las razones del aumento de la impedancia de la película SEI es que, a bajas temperaturas, los iones de litio se desprenden con mayor facilidad del electrodo negativo y dificultan su incrustación.

3. Durante la carga, aparecerá litio metálico y reaccionará con el electrolito para formar una nueva película SEI que cubrirá la película SEI original, lo que aumenta la impedancia de la batería y hace que su capacidad disminuya.

Baja temperatura en el rendimiento de las baterías de polímero de litio

1. Baja temperatura en el rendimiento de carga y descarga.

A medida que la temperatura disminuye, el voltaje de descarga promedio y la capacidad de descarga debaterías de polímero de litiose reducen, especialmente cuando la temperatura es de -20 ℃, la capacidad de descarga de la batería y el voltaje de descarga promedio disminuyen más rápido.

2. Baja temperatura en el rendimiento del ciclo.

La capacidad de la batería se reduce más rápidamente a -10 °C, manteniéndose solo en 59 mAh/g tras 100 ciclos, con una pérdida del 47,8 %. La batería descargada a baja temperatura se prueba a temperatura ambiente durante la carga y descarga, y se examina su recuperación de capacidad durante este periodo. Su capacidad se recuperó a 70,8 mAh/g, con una pérdida del 68 %. Esto demuestra que el ciclo de baja temperatura de la batería tiene un mayor impacto en la recuperación de su capacidad.

3. Impacto de la baja temperatura en el desempeño de seguridad

La carga de baterías de polímero de litio consiste en la liberación de iones de litio del electrodo positivo a través de la migración del electrolito incrustado en el negativo. Los iones de litio se polimerizan en el electrodo negativo, donde seis átomos de carbono capturan un ion de litio. A bajas temperaturas, la actividad de la reacción química se reduce, lo que ralentiza la migración de iones de litio. Los iones de litio presentes en la superficie del electrodo negativo, que no se han incrustado, se reducen a litio metálico. La precipitación en la superficie del electrodo negativo forma dendritas de litio, que pueden perforar fácilmente el diafragma y provocar un cortocircuito en la batería, lo que puede dañarla y provocar accidentes.

Finalmente, queremos recordarle que es mejor no cargar las baterías de polímero de litio en invierno a bajas temperaturas. Debido a estas bajas temperaturas, los iones de litio anidados en el electrodo negativo producen cristales iónicos que perforan directamente el diafragma, lo que generalmente causa un microcortocircuito que afecta la vida útil y el rendimiento, e incluso una explosión directa grave. Por ello, algunas personas opinan que las baterías de polímero de litio en invierno no se pueden cargar debido a la falta de un sistema de gestión de batería o a la protección del producto.