Môi trường sử dụng pin lithium polymer cũng rất quan trọng trong việc ảnh hưởng đến tuổi thọ chu kỳ của nó. 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 cho 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 sinh ra bên trong bao gồm nhiệt phản ứng, nhiệt phân cực và nhiệt Joule. Một trong những nguyên nhân chính gây tăng nhiệt độ của pin Li-polymer là do điện trở trong của pin. Ngoài ra, do sự bố trí dày đặc của các cell được nung nóng, vùng giữa chắc chắn sẽ tích tụ nhiều nhiệt hơn, còn vùng rìa thì ít hơn, làm tăng sự mất cân bằng nhiệt độ giữa các cell 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 tiêu biểu nhất, nơi có sự thay đổi nhiệt độ lớn nhất, đặc biệt là nơi có nhiệt độ cao nhất và thấp nhất, cũng như ở trung tâm khu vực tích tụ nhiệt mạnh nhất của pin lithium polymer.

1. Quy định bên ngoài

Điều chỉnh làm mát: Hiện nay, xét đến sự phức tạp của cấu trúc quản lý nhiệt của pin Li-polymer, hầu hết chúng đều áp dụng cấu trúc đơn giản của phương pháp làm mát bằng không khí. Và để đảm bảo sự đồng đều của quá trình tản nhiệt, hầu hết chúng 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 phía trên và phía dưới pin Li-polymer để thực hiện việc gia nhiệt, có thể có một đường dây gia nhiệt trước và sau mỗi pin Li-polymer hoặc sử dụng màng gia nhiệt quấn quanh.Pin Li-polymerđể sưởi ấm.

Các nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm dung lượng của pin lithium polymer ở ​​nhiệt độ thấp

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

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

3. Trong quá trình sạc, kim loại lithi 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 và do đó làm giảm dung lượng pin.

Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hiệu suất của pin lithium polymer

1. Nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến hiệu suất sạc và xả.

Khi nhiệt độ giảm, điện áp phóng điện trung bình và dung lượng phóng điện củapin lithium polymerCác thông số này bị giảm, đặc biệt 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 -10℃, và chỉ còn lại 59mAh/g sau 100 chu kỳ, với mức suy giảm dung lượng là 47,8%; pin được xả ở nhiệt độ thấp rồi thử nghiệm ở nhiệt độ phòng để sạc và xả, và hiệu suất phục hồi dung lượng được kiểm tra trong khoảng thời gian này. Dung lượng của nó phục hồi đến 70,8mAh/g, với mức suy giảm dung lượng là 68%. Điều này cho thấy chu kỳ xả ở nhiệt độ thấp có tác động lớn hơn đến khả năng phục hồi dung lượng pin.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hiệu suất an toàn

Quá trình sạc pin lithium polymer là quá trình các ion lithium tách ra từ cực dương thông qua chất điện phân di chuyển vào vật liệu cực âm, các ion lithium di chuyển đến cực âm để polymer hóa, và được sáu nguyên tử carbon bắt giữ một ion lithium. Ở nhiệt độ thấp, hoạt động phản ứng hóa học giảm, trong khi sự di chuyển của các ion lithium trở nên chậm hơn, các ion lithium trên bề mặt cực âm chưa được nhúng vào điện cực âm đã bị khử thành kim loại lithium và kết tủa trên bề mặt điện cực âm tạo thành các nhánh lithium, có thể dễ dàng xuyên thủng màng ngăn gây đoản mạch trong pin, làm hỏng pin và gây ra các tai nạn an toàn.

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