Polimer lityum pilin kullanıldığı ortam da pilin çevrim ömrünü etkilemede çok önemlidir. Bunlar arasında ortam sıcaklığı da önemli bir faktördür. Çok düşük veya çok yüksek ortam sıcaklığı, Li-polimer pillerin çevrim ömrünü etkileyebilir. Güç pili uygulamalarında ve sıcaklığın önemli bir etken olduğu uygulamalarda, pilin verimliliğini artırmak için Li-polimer pillerin termal yönetimi gereklidir.

Li-polimer pil takımının iç sıcaklık değişiminin nedenleri

İçinLi-polimer pillerİç ısı üretimi reaksiyon ısısı, polarizasyon ısısı ve Joule ısısıdır. Li-polimer pilin sıcaklık artışının temel nedenlerinden biri, pilin iç direncinin neden olduğu sıcaklık artışıdır. Ayrıca, ısıtılan hücre gövdesinin yoğun yerleşimi nedeniyle, orta bölge daha fazla ısı toplarken, kenar bölge daha az ısı toplar ve bu da Li-polimer pildeki hücreler arasındaki sıcaklık dengesizliğini artırır.

Polimer lityum pil sıcaklık düzenleme yöntemleri

1. İç ayarlama

Sıcaklık sensörü, özellikle en yüksek ve en düşük sıcaklıklarda, polimer lityum pilin ısı birikiminin daha güçlü olduğu, bölgedeki en büyük sıcaklık değişiminin görüldüğü, aynı zamanda merkezdeki en temsili bölgeye yerleştirilecektir.

1. Dış düzenleme

Soğutma düzenlemesi: Günümüzde, Li-polimer pillerin termal yönetim yapısının karmaşıklığı göz önüne alındığında, çoğu pil hava soğutma yönteminin basit yapısını benimsemiştir. Isı dağılımının düzgünlüğü göz önüne alındığında ise, çoğu pil paralel havalandırma yöntemini benimsemiştir.

1. Sıcaklık düzenlemesi: En basit ısıtma yapısı, ısıtmayı uygulamak için Li-polimer pilin üstüne ve altına ısıtma plakaları eklemektir, her Li-polimer pilin önünde ve arkasında bir ısıtma hattı vardır veya etrafına sarılmış bir ısıtma filmi kullanılırLi-polimer pilısıtma için.

Düşük sıcaklıklarda lityum polimer pillerin kapasitesinin azalmasının başlıca nedenleri

1. Zayıf elektrolit iletkenliği, diyaframın zayıf ıslatılması ve/veya geçirgenliği, lityum iyonlarının daha yavaş göçü, elektrot/elektrolit arayüzünde daha yavaş yük transfer hızı, vb.

2. Ayrıca, SEI membranının empedansı düşük sıcaklıklarda artarak lityum iyonlarının elektrot/elektrolit ara yüzünden geçiş hızını yavaşlatır. SEI filminin empedansındaki artışın nedenlerinden biri, lityum iyonlarının düşük sıcaklıklarda negatif elektrottan ayrılmasının daha kolay ve gömülmesinin daha zor olmasıdır.

3. Şarj sırasında lityum metal ortaya çıkacak ve elektrolit ile reaksiyona girerek orijinal SEI filmini kaplayacak yeni bir SEI filmi oluşturacaktır. Bu da pilin empedansını artırarak pilin kapasitesinin azalmasına neden olacaktır.

Düşük sıcaklığın lityum polimer pillerin performansı üzerindeki etkisi

1. Şarj ve deşarj performansında düşük sıcaklık

Sıcaklık azaldıkça, ortalama deşarj voltajı ve deşarj kapasitesilityum polimer pillerÖzellikle -20 ℃ sıcaklıklarda pil deşarj kapasitesi ve ortalama deşarj voltajı daha hızlı düşer.

2. Döngü performansında düşük sıcaklık

Pilin kapasitesi -10℃'de daha hızlı azalır ve 100 döngüden sonra kapasite %47,8'lik bir kapasite azalmasıyla yalnızca 59 mAh/g olarak kalır; düşük sıcaklıkta deşarj edilen pil, oda sıcaklığında şarj ve deşarj için test edilir ve bu süre zarfında kapasite toparlanma performansı incelenir. Kapasitesi %68'lik bir kapasite kaybıyla 70,8 mAh/g'a geri döner. Bu, pilin düşük sıcaklık döngüsünün pil kapasitesinin toparlanması üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

3. Düşük sıcaklığın güvenlik performansına etkisi

Polimer lityum pil şarjı, pozitif elektrottan çıkan lityum iyonlarının negatif elektrota gömülü elektrolit göçü yoluyla ayrılması ve altı karbon atomunun bir lityum iyonunu yakalamasıyla oluşan bir işlemdir. Düşük sıcaklıklarda kimyasal reaksiyon aktivitesi azalırken, lityum iyonlarının göçü yavaşlar. Negatif elektrot yüzeyindeki lityum iyonları negatif elektrota gömülmediği için lityum metale dönüşür ve negatif elektrot yüzeyinde çökelme meydana gelerek lityum dendritleri oluşturur. Bu dendritler diyaframı kolayca delerek pilde kısa devreye neden olabilir ve pilin hasar görmesine ve güvenlik kazalarına yol açabilir.

Son olarak, lityum polimer pillerin kışın düşük sıcaklıklarda şarj edilmemesi gerektiğini hatırlatmak isteriz. Düşük sıcaklıklar nedeniyle, negatif elektrotta yuvalanan lityum iyonları iyon kristalleri üreterek diyaframı doğrudan deler ve bu da genellikle mikro kısa devreye, pil ömrünü ve performansını olumsuz etkiler ve hatta ciddi bir doğrudan patlamaya neden olur. Bu nedenle bazı kişiler, polimer lityum pillerin kışın şarj edilemeyeceğini, bunun da pil yönetim sisteminin bir parçası olan ürünün korumasından kaynaklandığını düşünmektedir.