為什么說溫度控制對工業(yè)電池很重要?
鋰離子電池正在被許多需要移動電源的不同行業(yè)中應(yīng)用,鋰離子電池技術(shù)已被證明是鉛酸電池或內(nèi)燃機等傳統(tǒng)工業(yè)電源的替代品,使用鋰離子電池時要記住的一件重要事情就是內(nèi)部和外部的溫度。電池可以在特定的工作溫度下有效運行,因此了解電池如何在炎熱或寒冷的環(huán)境中工作至關(guān)重要。
鋰離子電池與鉛酸電池相比,雖然鋰離子電池可以在更寬的溫度范圍內(nèi)工作,但極高或極低的溫度都會對鋰離子電池的性能產(chǎn)生影響,了解如何準確測量和控制電池溫度對工業(yè)電池來說非常重要。
測量和控制電池內(nèi)部溫度的最簡單方法是使用BMS電池管理系統(tǒng),該系統(tǒng)使用內(nèi)部傳感器直接測量溫度,然后冷卻或相應(yīng)地加熱電池。
一、鋰離子電池在低溫下會發(fā)生什么?
一般來說,鋰離子電池可以在低至-20℃的溫度下放電,電池的能量密度和容量會在極低的溫度下降低。
在非常低的溫度下,離子通過電解質(zhì)的速度變慢,導致容量降低。
此外,低溫會導致電荷轉(zhuǎn)移速度降低,從而使電池難以充電。鋰離子電池的最低充電溫度為 0℃。
如果電池在冰點下充電,可能會在陽極上形成永久性固體電解質(zhì)界面 (SEI),從而對電池造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。
二、冷庫行業(yè)的鋰離子電池
鋰離子電池制造商已經(jīng)能夠通過特殊的低溫專用電池設(shè)計來繞過低溫限制。電池可以設(shè)計有加熱器,可以在整個班次中將電池組保持在最佳溫度。這使得鋰離子電池成為冷藏倉庫和其他低溫應(yīng)用的最佳選擇之一。
幸運的是一些鋰離子電池制造商提供專為較低溫度設(shè)計的叉車電池組加熱器選項,因此您可以獲得鋰電池技術(shù)的所有好處,而不必擔心電池退化。
這是由BMS電池管理系統(tǒng)控制的,該系統(tǒng)測量電池的內(nèi)部溫度并進行相應(yīng)的調(diào)整。通過將加熱器集成到電池組中,鋰離子電池可以保持在受控溫度而不會降低電池性能。這樣,電池在使用時可以在冰箱中持續(xù)使用,持續(xù)整個循環(huán)次數(shù)。
隨著鋰離子電池的普及和技術(shù)的不斷發(fā)展,它們已經(jīng)能夠在冷庫中獲得成功。鋰離子電池憑借其優(yōu)越的電池性能和性能監(jiān)控BMS電池管理系統(tǒng)改變了許多冷鏈管理人員的運營方式。
三、鋰離子電池在高溫下會發(fā)生什么?
通常,鋰離子電池可在高達45℃的環(huán)境中充電,并在高達60℃的溫度下放電。
在防止高溫效應(yīng)方面需要謹慎的是即使外部環(huán)境可能足夠涼爽,當電流很高時,電池內(nèi)部仍然會發(fā)熱。
暴露在極高的溫度下會導致陰極電解質(zhì)氧化,從而導致電池容量損失。高溫可以:
增加電池的內(nèi)阻,導致電量損失。
加速電池的老化過程,導致更快的退化。
如果電池處理不當或制造不當,高溫甚至會導致熱失控,這是 與鋰離子電池相關(guān) 的主要安全風險之一。
四、選擇正確的鋰離子電池化學成分以避免過熱
磷酸鐵鋰電池是工業(yè)應(yīng)用的最佳選擇,因為它可以在很寬的溫度范圍內(nèi)運行。它不僅可以承受高溫,而且其熱失控溫度也遠高于其他類型的鋰離子化學物質(zhì),例如鋰鎳錳鈷氧化物(NMC) 化學物質(zhì),精心設(shè)計的電池將過熱保護編程為BMS電池管理系統(tǒng)的基本安全功能。
并非所有的鋰離子電池都是一樣的,磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度為270℃,這是最高溫度之一,即使暴露在極端溫度下,電池也具有很高的安全性和穩(wěn)定性。
鋰離子電池技術(shù)已被證明是一種非常通用的替代鉛酸和內(nèi)燃機電源。由于其較寬的工作溫度范圍,鋰離子電池也成為冷庫中物料搬運設(shè)備動力電池的較佳選擇之一。
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