ポリマーリチウム電池のサイクル寿命に影響を与える上で、使用環境も非常に重要です。中でも、周囲温度は極めて重要な要素です。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及ぼします。電力用電池や温度が大きな影響を与える用途においては、電池の効率を向上させるために、リチウムポリマー電池の熱管理が不可欠です。

リチウムポリマーバッテリー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、ジュール熱の3種類です。リチウムポリマー電池の温度上昇の主な原因の一つは、電池の内部抵抗による温度上昇です。さらに、発熱するセル本体が密集しているため、中央部にはより多くの熱が集まり、端部には熱が集まりにくくなり、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制御方法

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蓄積が最も強い中心部に設置されます。

1. 外部規制

冷却制御：現状では、リチウムポリマー電池の熱管理構造の複雑さを考慮すると、ほとんどの電池はシンプルな空冷方式を採用している。また、放熱の均一性を考慮すると、ほとんどの電池は並列換気方式を採用している。

1. 温度調節: 最も単純な加熱構造は、リチウムポリマー電池の上下に加熱プレートを追加して加熱を実現することです。各リチウムポリマー電池の前後に加熱ラインがあるか、加熱フィルムを巻き付けて使用します。リチウムポリマー電池暖房用。

低温下でリチウムポリマー電池の容量が低下する主な理由は以下のとおりです。

1. 電解質の導電率が低い、隔膜の濡れ性や透過性が低い、リチウムイオンの移動速度が遅い、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容易に脱離し、埋め込まれにくくなるためです。

3. 充電時には、リチウム金属が現れて電解液と反応し、元のSEI膜を覆う新しいSEI膜を形成します。これによりバッテリーのインピーダンスが増加し、バッテリーの容量が低下します。

低温がリチウムポリマー電池の性能に及ぼす影響

1. 低温下での充放電性能

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気温が-20℃の場合、バッテリーの放電容量と平均放電電圧は低下し、より速く低下します。

2. 低温時のサイクル性能

バッテリーの容量は-10℃ではより速く劣化し、100サイクル後には容量はわずか59mAh/gとなり、容量劣化率は47.8%に達します。低温で放電したバッテリーを室温で充放電し、その期間中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、容量損失率は68%でした。このことから、バッテリーの低温サイクルはバッテリー容量の回復に大きな影響を与えることがわかります。

3. 低温が安全性能に及ぼす影響

ポリマーリチウム電池の充電は、正極からリチウムイオンが電解液を介して負極材料に浸透し、負極に重合して6個の炭素原子がリチウムイオンを捕捉するプロセスです。低温では化学反応活性が低下し、リチウムイオンの移動が遅くなるため、負極表面のリチウムイオンは負極に埋め込まれずに還元されてリチウム金属となり、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。デンドライトは容易に隔膜を貫通して電池内部で短絡を引き起こし、電池の損傷や安全事故につながる可能性があります。

最後に、リチウムポリマー電池は低温の冬期には充電しない方が良いことを改めてお伝えしておきます。低温では、負極に付着したリチウムイオンがイオン結晶を生成し、隔膜を直接貫通するため、一般的に微小短絡が発生し、寿命や性能に影響を与え、最悪の場合は爆発する恐れがあります。そのため、冬期にリチウムポリマー電池を充電できないという意見もありますが、これは電池管理システムの一部が製品保護のために作動しているためです。