ポリマーリチウム電池の使用環境も、そのサイクル寿命に非常に大きな影響を与えます。中でも、周囲温度は非常に重要な要素です。周囲温度が低すぎても高すぎても、リチウムポリマー電池のサイクル寿命に影響を与える可能性があります。パワーバッテリー用途や温度が大きな影響を与える用途では、リチウムポリマー電池の効率を向上させるために、熱管理が求められます。

リチウムポリマー電池パックの内部温度変化の原因

のためにリチウムポリマー電池内部発熱は、反応熱、分極熱、ジュール熱などです。リチウムポリマー電池の温度上昇の主な原因の一つは、電池内部抵抗による温度上昇です。さらに、発熱体であるセル本体が密集しているため、中央部はより多くの熱を蓄え、端部は熱量が少なくなり、リチウムポリマー電池内の個々のセル間の温度不均衡が増大します。

ポリマーリチウム電池の温度調節方法

1. 内部調整

温度センサーは、最も代表的で、温度変化が最も大きい場所、特に最高温度と最低温度、およびポリマーリチウム電池の熱が蓄積される中心部の最も強力な領域に配置されます。

1. 外部規制

冷却制御：現在、リチウムポリマー電池の熱管理構造の複雑さを考慮し、ほとんどの電池はシンプルな空冷方式を採用しています。また、放熱の均一性を考慮し、並列通風方式を採用している電池も少なくありません。

1. 温度調節：最も簡単な加熱構造は、リチウムポリマー電池の上部と下部に加熱プレートを追加して加熱を実施することです。各リチウムポリマー電池の前後に加熱ラインがあります。または、電池の周りに加熱フィルムを巻き付けます。リチウムポリマー電池暖房用。

低温でリチウムポリマー電池の容量が低下する主な理由

1. 電解質の導電性が悪い、隔膜の濡れ性や透過性が悪い、リチウムイオンの移動が遅い、電極/電解質界面での電荷移動速度が遅い、など。

2. さらに、低温ではSEI膜のインピーダンスが増加し、リチウムイオンが電極／電解質界面を通過する速度が低下します。SEI膜のインピーダンスが増加する理由の一つは、低温ではリチウムイオンが負極から剥離しやすくなり、埋め込まれにくくなるためです。

3. 充電時にリチウム金属が発生し、電解質と反応して新しい SEI フィルムを形成し、元の SEI フィルムを覆います。これにより、バッテリーのインピーダンスが増加し、バッテリー容量が減少します。

低温がリチウムポリマー電池の性能に与える影響

1. 低温による充放電性能への影響

温度が下がると、平均放電電圧と放電容量はリチウムポリマー電池特に温度が-20℃の場合、バッテリーの放電容量と平均放電電圧はより速く低下します。

2. サイクル性能における低温

-10℃ではバッテリーの容量低下が加速し、100サイクル後も容量は59mAh/gにとどまり、容量低下率は47.8%でした。低温で放電したバッテリーを室温で充放電し、その際の容量回復性能を調べたところ、容量は70.8mAh/gまで回復し、容量低下率は68%でした。これは、バッテリーの低温サイクルがバッテリー容量の回復に大きな影響を与えることを示しています。

3. 低温による安全性能への影響

ポリマーリチウム電池の充電は、正極から負極材に埋め込まれた電解質の移動を通じてリチウムイオンが剥がれ落ち、負極に重合されたリチウムイオンが6つの炭素原子にリチウムイオンを捕捉するプロセスです。低温では化学反応の活性が低下し、リチウムイオンの移動速度が遅くなります。負極表面に埋め込まれていないリチウムイオンは金属リチウムに還元され、負極表面に析出してリチウムデンドライトを形成します。このデンドライトは隔膜を貫通しやすく、電池内で短絡を引き起こし、電池を損傷し、安全事故につながる可能性があります。

最後に、リチウムポリマーバッテリーは冬季の低温時に充電しないことをお勧めします。低温により、負極に蓄積したリチウムイオンがイオン結晶を生成し、ダイヤフラムを直接貫通します。これによりマイクロショートが発生し、寿命や性能に影響を与え、深刻な直接爆発につながる可能性があります。そのため、冬季のポリマーリチウムバッテリーは充電できないと考える方もいらっしゃいますが、これはバッテリー管理システムの一部が製品を保護する役割を果たしているためです。