亿纬锂能-加热策略对磷酸铁锂电池低温放电的影响-绵羊汽车生活记录

作品起原：惠州亿纬锂能股份有限公司1序言磷酸铁锂电池安适性和轮回寿命具有很大上风，正在新能源和储能当中广博利用，人们对新能源汽车安适性的珍贵和续航里程的

磷酸铁锂电池安适性和轮回寿命具有很大上风，正在新能源和储能当中广博利用，人们对新能源汽车安适性的珍贵和续航里程的谋求，而且跟着技艺的发达，成组功用普及，磷酸铁锂电池正在乘用车中利用的也渐渐添补；但磷酸铁锂电池正在低温前提下电职能受很大影响，乃至损失放电才具，紧要影响电池的操纵，由于低温前提下电解液黏度添补，锂离子转移贫困，而且低温下电池内部化学反映速度低，极化内阻大。改正磷酸铁锂电池正在低温处境下电职能，成为技艺发达中难点之一，必需对电池实行加热。

加热可分为两类，一类是外部加热，另一类为内部；内部加热能够竣工更疾的加热速率和更高的加热速度，内部加热的有正在电芯内部嵌入镍片，竣工自加热，这种形式固然加热功用高，但难以竣工量产，而且安适性和牢靠性无法保障；另一种是电流激勉预热，包括直流预热、调换预热、脉冲电流预热，脉冲电流预热是通过不陆续的大电放逐电使得电池内部的欧姆阻抗爆发热量，从而实现对锂离子电池的预热。

外部加热首要有氛围加热，液体加热和加热器预热等形式，氛围加热通过加热编制对外部氛围实行加热，然后正在电扇的感化下进入电池组，对电池实行加热；液体加热则比氛围加热具有更高的导热系数，是以传热功用更高，通过加热编制对电池底部通畅的液体实行加热管束，再通过液体活动竣工对电池预热，比拟之下，液体预热编制也特别繁杂。加热器预热首要正在电池侧面安放加热膜来竣工。实行采用加热膜对电芯实行分歧加热计谋对其预热，讨论正在低温前提下对放电进程的影响。

实行电芯正极采用LiFePO4原料，负极采用石墨原料，制行动方壳电芯，电芯尺寸为210*174*74mm(高度*宽度*厚度，高度不包括极柱)，标称容量为280Ah，标称电压3.2V。

先对电池实行充电管束，25℃恒温箱中抛弃6h，以0.5C恒流充电至3.65V转恒压充电，至电流降至0.05C截止，充电实现静置30min；正在-20℃恒温箱下安排电芯温度降至-20℃且安稳，再以肯定的放电工步放电至2.0V，放电入手时开启相应的加热计谋，通过直流电源设定相应的电压与电流给加热膜供电加热，加热膜尺寸为W*H=100*150mm；全部测试进程采用k型热电偶搜聚电芯大面中央温度，测试示希图如图1所示，电芯大面贴合加热膜，再贴合1mm隔热原料，省得加热膜和电芯自己爆发的热量传达到夹板，影响实行结果，最终再用10mm厚度夹板固定。

将100%SOC电芯正在低温-20℃以0.1C、0.3C、0.5C倍率放电至2.0V，从图中可知，跟着放电倍率的添补，电芯放电能量和放电末的温度添补，0.1C、0.3C、0.5C倍率放电能量循序为678.65、713.7、796.05Wh，放电末期温度循序-5、16.4、33.4℃；按照温度弧线可知，小倍率放电前期温升徐徐，中期温度趋于安定，首要是因为锂离子之间的排斥力小，跟着放电电流越大，温升速度越大；但放电末期，温度均上升快速，来历是正极中的锂离子浓度越来越大，离子之间的排斥力增大，锂离子更难转移到正极原料晶体构造中，使得电芯的欧姆内阻和极化内阻快速添补[9-10]，内阻爆发的热量快速上升。

车辆内行驶进程中首要以小倍率放电体例，正在短时期加快进程中，短时期大倍率放电，因此正在测试进程中，以0.1C倍率放电至2.0V，正在放电时同步开启加热计谋，配置输出恒定功率的直流电源，单片加热膜的功率为20W，电芯双面2片加热膜合伙感化，加热总功率为40W，加热时期配置为1、2、3h。从图中可知，跟着加热时期的添补，放电能量略有添补，减去加热膜打发的能耗，本文中界说放电能量与加热膜加热进程中打发的能量差值为净放电能量；加热1h净放电能量相对付无加热计谋的放电能量添补了11.26Wh，有微细的督促感化；但加热2h和3h与无加热计谋的比拟反而减小，表明这种加热计谋对放电能量没有改正感化；从温度弧线能够看出，加热进程中，电芯温度快速上升，勾留加热后，温度低落疾捷，与无加热计谋的放电进程的温度弧线邻近，表明勾留加热后，电芯散热疾，放电进程中爆发的热量亏欠以保卫电芯的温度恒定；另一方面，电芯本体温度和处境温度差值大，加疾电池热量的传达和散失，使得电池温度低落疾。从放电电压弧线可知，正在放电初期，跟着温度的升高，电压存正在一个上升进程，首要来历是，加热开启，热量传达到电芯内部，低落了电解液的黏度，加强了电解液的活动性，减小锂离子脱嵌与转移阻力，从而低落内阻，减小电池内部的分压，温度上升的同时加疾电池内部化学反映速度，勾留加热，电压勾留上升。

综上述实行可知，大功率加热计谋改正成效不清楚，别的拉长加热时期，固然也许擢升电池温度，但勾留加热后，电芯本体温度和处境温度的温差大，加疾电池热量的传达和散失，照旧无法保卫电芯温度，别的加热膜打发的能量较大，不经济；是以本实行采用类似的加热膜，放电倍率均为0.1C，配置分歧的加热功率和时期，有40W加热1h，20W加热2h和5W加热8h共三组，实行加热进程均打发40Wh能量。40W功率加热1h，放电能量729.91Wh，净放电能量为689.91Wh；20W功率加热2h，放电能量747.62Wh，净放电能量为707.62Wh；5W功率加热8h，放电能量747.51Wh，净放电能量为707.51Wh，相对付无加热计谋的添补了28.86Wh。从温度弧线W加热功率的电芯温度正在中期比其他加热计谋的温度更高，电池内部的反映速度更疾；其他加热计谋正在勾留加热后，电芯温度低落疾捷，正在放电末期温升更大，表明极化爆发的热量更众。从放电电压弧线可看出，采用加热计谋，也许拉长电芯正在3V摆布的放电时期，从而拉长放电进程，促使放电能量的擢升。