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低温锂离子电池内部加热的方法有哪些?

低温锂离子电池内部加热的方法有哪些?

来源:
2021/05/13 11:32
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【摘要】:

  内部加热

  与外置加热相比,内置加热具有更快的升温速率和更高的升温速率。因此,内部加热的方法也得到了广泛的关注。但内加热控制机制复杂,一些内加热方式仍存在一定的安全风险。内加热方式可分为自加热和电流励磁两大类。下表是几种常用的内部加热方法的比较。

  1. 自动加热方法

  从上表可以看出,自动加温方式在加温速率上具有绝对优势。通过这种方式,在电池内部放置一层镍箔,然后将外部电极拉出,通过外部电路控制电池的加热。实验结果表明,当电池从-30℃加热到0℃时,该方法的升温速率可达到60℃/min,仅消耗5.5%的能量。

  为了减少细胞内的温度梯度的加热过程中,您可以添加更多的镍箔的细胞内加热,研究表明,两个电池电池内部镍箔从20℃到0℃升温速率增加到96℃/分钟,能耗仅为2.9%,而单片镍在相同升温速率条件下仅能达到60℃/ min,耗电量4.1%。由此可见,多芯片NI芯片不仅可以有效降低电池内部的温度梯度,还可以有效提高电池的升温速率。

  2. 外电流激励法

  这种方法可分为直流预热法、交流预热法和脉冲预热法。

  3.直流预热方法

  在这种方法中,直流放电电流直接施加到电池上,电池被放电过程中产生的热量加热。Qu等人证明,这种预热方法可以实现4.29℃/min的升温速率(8、9.5、11A放电)。但是,为了满足快速温升的要求,这种方法要求使用大电流放电,当电池有大极化时,这样会导致电池的容量衰减率增加。研究表明,在这种预热模式下,电池的循环寿命可能只有81倍左右。

  4. AC预热方法

  交流电加热方法应用交流电(ac)两端的电池,使用锂电池内部阻抗电池加热,因为交流电(ac)的方向迅速改变,为了防止加热过程的直流大电流放电电池容量的失败,同时与直流加热方式相比,交流加热速度更快,效率更高。结果表明,增大交流电流,降低交流频率,可有效提高交流热效率。

  5. 脉冲电流预热方法

  脉冲电流预热是利用大电流间歇放电和欧姆阻抗产生的热量对锂电池进行预热的一种方法。与空气预热相比,脉冲放电预热方式可以实现电池内部更均匀的温度分布(温度梯度小于2℃),能够有效降低电池内部温度梯度引起的故障问题,但电池预热时,为了增加电池内部放电电路,造成新电池的成本,所以这种预热方式仍停留在实验室阶段,没有商业应用。

 

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