Môi trường sử dụng pin lithium polymer cũng rất quan trọng trong việc ảnh hưởng đến tuổi thọ chu kỳ của pin. Trong đó, nhiệt độ môi trường là một yếu tố rất quan trọng. Nhiệt độ môi trường quá thấp hoặc quá cao đều có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ chu kỳ của pin Li-polymer. Trong các ứng dụng pin năng lượng và các ứng dụng mà nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng chính, việc quản lý nhiệt pin Li-polymer là cần thiết để cải thiện hiệu suất của pin.

Nguyên nhân gây ra sự thay đổi nhiệt độ bên trong của bộ pin Li-polymer

VìPin Li-polymerNhiệt lượng bên trong sinh ra bao gồm nhiệt phản ứng, nhiệt phân cực và nhiệt Joule. Một trong những nguyên nhân chính khiến nhiệt độ pin Li-polymer tăng là do điện trở trong của pin tăng. Ngoài ra, do thân pin được làm nóng dày đặc, vùng giữa dễ hấp thụ nhiệt hơn, vùng rìa ít hấp thụ nhiệt hơn, làm tăng sự mất cân bằng nhiệt độ giữa các cell pin riêng lẻ trong pin Li-polymer.

Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ pin lithium polymer

1. Điều chỉnh nội bộ

Cảm biến nhiệt độ sẽ được đặt ở vị trí đại diện nhất, có sự thay đổi nhiệt độ lớn nhất, đặc biệt là nhiệt độ cao nhất và thấp nhất, cũng như trung tâm của pin lithium polymer, nơi tích tụ nhiệt mạnh hơn.

1. Quy định bên ngoài

Điều chỉnh tản nhiệt: Hiện nay, xét đến tính phức tạp của cấu trúc quản lý nhiệt của pin Li-polymer, hầu hết đều áp dụng phương pháp làm mát bằng không khí với cấu trúc đơn giản. Để tản nhiệt đồng đều, hầu hết đều áp dụng phương pháp thông gió song song.

1. Điều chỉnh nhiệt độ: cấu trúc gia nhiệt đơn giản nhất là thêm các tấm gia nhiệt ở trên và dưới pin Li-polymer để thực hiện gia nhiệt, có một đường gia nhiệt trước và sau mỗi pin Li-polymer hoặc sử dụng màng gia nhiệt quấn quanhPin Li-polymerđể sưởi ấm.

Nguyên nhân chính khiến dung lượng pin lithium polymer giảm ở nhiệt độ thấp

1. Độ dẫn điện của chất điện phân kém, khả năng thấm ướt và/hoặc thấm của màng ngăn kém, tốc độ di chuyển của các ion lithium chậm hơn, tốc độ truyền điện tích chậm hơn tại giao diện điện cực/chất điện phân, v.v.

2. Ngoài ra, trở kháng của màng SEI tăng ở nhiệt độ thấp, làm chậm tốc độ ion lithium đi qua giao diện điện cực/chất điện phân. Một trong những lý do khiến trở kháng của màng SEI tăng là do ion lithium dễ tách ra khỏi điện cực âm ở nhiệt độ thấp và khó bám dính hơn.

3. Khi sạc, kim loại lithium sẽ xuất hiện và phản ứng với chất điện phân để tạo thành một lớp màng SEI mới bao phủ lớp màng SEI ban đầu, làm tăng trở kháng của pin, từ đó làm giảm dung lượng của pin.

Nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến hiệu suất của pin lithium polymer

1. nhiệt độ thấp trên hiệu suất sạc và xả

Khi nhiệt độ giảm, điện áp xả trung bình và dung lượng xả củapin lithium polymerbị giảm, đặc biệt là khi nhiệt độ là -20 ℃, dung lượng xả của pin và điện áp xả trung bình giảm nhanh hơn.

2. Nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến hiệu suất chu trình

Dung lượng pin giảm nhanh hơn ở nhiệt độ -10℃, và dung lượng chỉ còn 59mAh/g sau 100 chu kỳ, với mức giảm dung lượng là 47,8%; pin xả ở nhiệt độ thấp được thử nghiệm ở nhiệt độ phòng để sạc và xả, và hiệu suất phục hồi dung lượng được kiểm tra trong giai đoạn này. Dung lượng pin phục hồi lên 70,8mAh/g, với mức giảm dung lượng là 68%. Điều này cho thấy chu kỳ nhiệt độ thấp của pin có tác động lớn hơn đến khả năng phục hồi dung lượng pin.

3. Tác động của nhiệt độ thấp đến hiệu suất an toàn

Sạc pin lithium polymer là quá trình ion lithium thoát ra khỏi điện cực dương thông qua quá trình di chuyển của chất điện phân được nhúng trong vật liệu âm, trùng hợp ion lithium đến điện cực âm, và ion lithium bị sáu nguyên tử cacbon bắt giữ. Ở nhiệt độ thấp, hoạt động phản ứng hóa học bị giảm, đồng thời quá trình di chuyển của ion lithium trở nên chậm hơn, các ion lithium trên bề mặt điện cực âm chưa được nhúng trong điện cực âm đã bị khử thành kim loại lithium, và kết tủa trên bề mặt điện cực âm tạo thành các dendrite lithium, dễ dàng xuyên thủng màng ngăn, gây đoản mạch pin, có thể làm hỏng pin và gây ra tai nạn an toàn.

Cuối cùng, chúng tôi vẫn muốn nhắc nhở bạn rằng tốt nhất không nên sạc pin lithium polymer vào mùa đông ở nhiệt độ thấp. Do nhiệt độ thấp, các ion lithium tích tụ trên điện cực âm sẽ tạo ra các tinh thể ion, xuyên trực tiếp vào màng ngăn, thường gây ra hiện tượng đoản mạch nhỏ, ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất, thậm chí gây nổ trực tiếp nghiêm trọng. Vì vậy, một số người phản ánh rằng pin lithium polymer không thể sạc vào mùa đông, điều này là do hệ thống quản lý pin bị lỗi, ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ sản phẩm.