Myös ympäristö, jossa polymeerilitium-akkua käytetään, vaikuttaa merkittävästi sen käyttöikään. Näistä ympäristön lämpötila on erittäin tärkeä tekijä. Liian matala tai liian korkea ympäristön lämpötila voi vaikuttaa litium-polymeeriakkujen käyttöikään. Tehoakkujen sovelluksissa ja sovelluksissa, joissa lämpötilalla on suuri vaikutus, litium-polymeeriakkujen lämmönhallinta on välttämätöntä akun hyötysuhteen parantamiseksi.

Litium-polymeeriakun sisäisen lämpötilan muutosten syitä

SilläLitium-polymeeriakutSisäinen lämmöntuotanto on reaktiolämpöä, polarisaatiolämpöä ja Joule-lämpöä. Yksi tärkeimmistä syistä litiumpolymeeriakun lämpötilan nousuun on akun sisäisen resistanssin aiheuttama lämpötilan nousu. Lisäksi lämmitetyn kennorungon tiheän sijoittelun vuoksi keskialue kerää todennäköisesti enemmän lämpöä ja reuna-alue vähemmän, mikä lisää lämpötilan epätasapainoa litiumpolymeeriakun yksittäisten kennojen välillä.

Polymeerilitium-akun lämpötilan säätömenetelmät

1. Sisäinen säätö

Lämpötila-anturi sijoitetaan edustavimpaan, suurimman lämpötilan muutoksen sijaintipaikkaan, erityisesti korkeimpaan ja alimpaan lämpötilaan, sekä polymeerilitium-akun lämmönkeruun tehokkaamman alueen keskelle.

1. Ulkoinen sääntely

Jäähdytyksen säätö: Tällä hetkellä, ottaen huomioon litium-polymeeriakkujen lämmönhallintarakenteen monimutkaisuuden, useimmat niistä käyttävät yksinkertaista ilmajäähdytysmenetelmää. Ja ottaen huomioon lämmönpoiston tasaisuuden, useimmat niistä käyttävät rinnakkaista ilmanvaihtoa.

1. Lämpötilan säätö: Yksinkertaisin lämmitysrakenne on lisätä lämmityslevyt litiumpolymeeriakun ylä- ja alaosaan lämmityksen toteuttamiseksi. Lämmityslinja on ennen jokaista litiumpolymeeriakkua ja sen jälkeen, tai akun ympärille voidaan kääriä lämmityskalvo.Litium-polymeeriakkulämmitystä varten.

Tärkeimmät syyt litiumpolymeeriakkujen kapasiteetin vähenemiseen matalissa lämpötiloissa

1. Huono elektrolyytin johtavuus, kalvon huono kostutus ja/tai läpäisevyys, litiumionien hitaampi kulkeutuminen, hitaampi varauksensiirtonopeus elektrodin ja elektrolyytin rajapinnassa jne.

2. Lisäksi SEI-kalvon impedanssi kasvaa matalissa lämpötiloissa, mikä hidastaa litiumionien kulkua elektrodin ja elektrolyytin rajapinnan läpi. Yksi syy SEI-kalvon impedanssin kasvuun on se, että litiumionien on helpompi irrota negatiivisesta elektrodista matalissa lämpötiloissa ja niitä on vaikeampi upottaa.

3. Latauksen aikana näkyviin tulee litiummetallia, joka reagoi elektrolyytin kanssa muodostaen uuden SEI-kalvon alkuperäisen SEI-kalvon päälle. Tämä lisää akun impedanssia ja siten akun kapasiteetin laskua.

Alhaisen lämpötilan vaikutus litiumpolymeeriakkujen suorituskykyyn

1. alhainen lämpötila lataus- ja purkausteholla

Lämpötilan laskiessa keskimääräinen purkausjännite ja purkauskapasiteettilitiumpolymeeriakutovat heikkenemässä, erityisesti kun lämpötila on -20 ℃, akun purkauskapasiteetti ja keskimääräinen purkausjännite laskevat nopeammin.

2. Alhainen lämpötila vaikuttaa syklin suorituskykyyn

Akun kapasiteetti heikkenee nopeammin -10 ℃:ssa, ja 100 syklin jälkeen kapasiteetti on enää 59 mAh/g, 47,8 %:n kapasiteetin heikkenemisen ollessa 47,8 %. Alhaisessa lämpötilassa purkautunutta akkua testataan huoneenlämmössä latauksen ja purkauksen osalta, ja kapasiteetin palautumiskykyä tarkastellaan tänä aikana. Sen kapasiteetti palautui 70,8 mAh/g:iin, kapasiteettihäviön ollessa 68 %. Tämä osoittaa, että akun alhaisen lämpötilan syklillä on suurempi vaikutus akun kapasiteetin palautumiseen.

3. Alhaisen lämpötilan vaikutus turvallisuustasoon

Polymeerilitium-akun latausprosessi on prosessi, jossa litiumionit irtoavat positiivisesta elektrodista elektrolyytin siirtyessä negatiiviseen elektrodiin. Litiumionit polymeroituvat negatiiviseen elektrodiin ja kuusi hiiliatomia sitovat litiumionin. Alhaisissa lämpötiloissa kemiallinen reaktio hidastuu ja litiumionien siirtyminen hidastuu. Negatiivisen elektrodin pinnalla olevat litiumionit, jotka eivät ole uponneet negatiiviseen elektrodiin, pelkistyvät litiummetalliksi. Negatiivisen elektrodin pinnalle saostuu litiumdendriittejä, jotka voivat helposti lävistää kalvon ja aiheuttaa oikosulun akussa. Tämä voi vahingoittaa akkua ja aiheuttaa onnettomuuksia.

Lopuksi haluamme vielä muistuttaa, että litiumpolymeeriakkuja ei kannata ladata talvella alhaisissa lämpötiloissa. Matalien lämpötilojen vuoksi negatiiviseen elektrodiin kiinnittyneet litiumionit muodostavat ionikiteitä, jotka lävistävät kalvon ja aiheuttavat yleensä mikro-oikosulun, joka vaikuttaa käyttöikään ja suorituskykyyn sekä vakavan suoran räjähdyksen. Jotkut ihmiset ajattelevat, että litiumpolymeeriakkuja ei voida ladata talvella, koska akun hallintajärjestelmässä on osa tuotteen suojausta.