地球公轉到冬至,北半球迎來了漫長又寒冷的冬季!
和天氣一起變冷的,還有很多電動汽車車主的心。冬天“愛車”怕冷,續航衰減、充電慢、啟動難等一系列問題著實令人焦愁。
其實,不止是電動汽車,電動兩輪車、三輪車,電動船舶、儲能電站等,其性能在寒冷的冬季都會嚴重“縮水”!
那么問題來了,為什么會出現這樣奇怪的現象呢?
其實,問題多半出在電池上。當溫度過低時,電池就開始“內耗”了。在探究電池內耗原因之前,我們先來了解一下電池的工作原理。
電池主要由:負極(多數以石墨做負極)、正極(以磷酸鐵鋰為例)、隔膜(絕緣體)、電池外殼等部分組成。
當鋰離子電池充電時,鋰離子就會從正極的磷酸鐵鋰中脫出,在電解質溶液中移動到負極,并嵌入石墨中。負極的石墨會吸收從正極跑過來的鋰離子和通過導體移動過來的電子。當鋰離子電池放電時,儲存在負極石墨中的鋰離子又跑出來,經過電解液穿過隔膜回到正極。因為電子只能通過外部導體回到正極,所以這個過程就會讓導體產生電流,帶動電器工作。
那么,低溫會如何影響鋰離子電池的工作呢?
鋰離子電池的材料和運動過程都會受到低溫的影響。低溫環境下離子脫出、嵌入材料變得不再容易,穿過隔膜也更加困難,離子的運動速度也會降低。
低溫放電時,鋰離子嵌入正極電極材料的速度變慢,前邊的鋰離子還沒來得及嵌入到材料中,后邊的鋰離子就到了!于是鋰離子們開始堵車,電極材料表面堆積的大量鋰離子(極有可能形成鋰枝晶,影響電池安全),會導致鈍化層(SEI膜)的厚度加大,這樣一來嵌入難度就更大了。具體表現就是電池內阻變大,電池開始“內耗”,向外輸出的電量就變小了。
磷酸鐵鋰電池的最佳運行環境溫度在25℃左右,若其長期儲存或運行在極端低溫環境下,可能會形成不可逆的永久損傷,造成嚴重的安全風險和經濟損失。
如我國西北部,內蒙、青海等部分地區的冬季氣溫基本在-20℃以下,部分地區極端最低溫度可達-40℃左右。近年來,在雙碳目標引領下,這些地區的電動汽車銷量和儲能電站的裝機量也在逐年增加。
揆諸現實,改善鋰電池在低溫環境下的應用問題至關重要。
智一科學家們在鋰電池領域深耕多年,經過無數次科學實驗,研發了一套高效的低溫電池解決方案:通過獨創“低溫電芯配方及工藝”結合“低溫電芯管理技術”和“低溫常溫并聯技術”,從材料、工藝和技術上根治磷酸鐵鋰電池低溫應用問題。
低溫電芯配方及工藝
通過改進工藝配方、優化結構設計,智一科學家們成功攻克了磷酸鐵鋰電池低溫技術瓶頸,實現在-40℃超低溫惡劣環境下放電效率達到92%以上,-20℃時的充電效率達到85%以上,并獲得國內數家權威檢測機構認證。
低溫電芯管理技術
受低溫影響,石墨嵌鋰速度降低,容易在負極表面析出金屬鋰,如果充電后擱置時間不足而投入使用,金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內部,部分金屬鋰持續存在負極的表面,極有可能形成鋰枝晶,影響電池安全。
智一通過獨創動態均衡和無損自修復技術管理低溫電芯,抑制鋰枝晶生成,解決了低溫電芯衰減速度快的問題,實現超長壽命。
低溫常溫并聯技術
由于低溫鋰電池電芯要實現在苛刻環境下工作,材料就具有一定的特殊性。因此低溫鋰電池價格要比常溫鋰電池昂貴。智一多通道并聯技術路線實現低溫模組和常溫模組并聯,以低溫模組先工作帶動常溫模組工作,有效解決了低溫電芯成本高的問題。
目前,智一低溫電池產品及解決方案已應用到電動重卡、換電站、儲能電站等領域,具有耐低溫、高安全、循環壽命長、功率大等特點。????
低溫曾是全球高寒地區推廣電動汽車、儲能電站的主要障礙,也是工業界一直致力于解決的問題。作為國內低溫電池領域的領先者,智一將以先進的創新技術和卓越的產品,為各行業提供系統的低溫電池解決方案。
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