影响汽车锂电池性能的因素主要包括温度、电池种类、过充电和温差等。
温度变化会对锂电池性能产生影响。在低温环境下,锂电池的活性降低,反应速度减缓,电解液的导电性变差,导致电池性能下滑。同时,低温会使正负极材料收缩,能嵌入的锂离子减少,导致大量锂离子留在电解液中。电解液变粘稠甚至凝固,锂离子运动缓慢,充电过程变慢。此外,低温还会导致负极形成更厚的SEI膜,循环锂被损耗,阻抗增大,还可能导致锂离子析出形成锂枝晶,造成不可逆损伤,影响电池性能和寿命。
而高温环境也会对锂电池产生不良影响。当温度超过45℃时,锂离子电池易出现安全问题。高温下电池内部会发生多种化学反应,如SEI膜分解、嵌入锂与电解液反应、电解液分解、正极活性材料分解等,导致电池漏液、放气、冒烟甚至燃烧爆炸。高温还会使长期处于低电位的阳极还原电解液,造成活性锂离子损失,加速电池老化,降低电池循环寿命。
除了温度,电池种类也会影响锂电池性能。比如三元锂电池和磷酸铁锂电池各有特点。三元锂电池能量密度高、重量轻,但安全性欠佳;磷酸铁锂电池安全性好,但能量密度低、重量大,低温性能较差。
此外,过充电是导致锂电池加速退化的主要原因之一,会使电池性能快速退化。
最后,电池温差也会对锂电池性能产生影响,包括电池内部温差和单体之间的温差。内部温差过大会造成阻抗、电流、产热不均,影响使用性能和加快容量衰减;单体间温差过大会导致各单体使用性能、容量衰减速率不一致,影响总成整体表现。
为了提升锂电池性能,可以考虑选择导电性更好的活性材料、优化电解液成分、改善负极SEI膜成分、抑制正极表面物质的溶出等,降低电池整体阻抗。
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