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

Lityum polimer pil paketinin iç sıcaklık değişiminin nedenleri

İçinLityum polimer pillerİç ısı üretimi reaksiyon ısısı, polarizasyon ısısı ve Joule ısısından oluşur. Lityum-polimer pilin sıcaklık artışının ana nedenlerinden biri, pilin iç direncinden kaynaklanan sıcaklık artışıdır. Ayrıca, ısıtılan hücre gövdesinin yoğun yerleşimi nedeniyle, orta bölge daha fazla ısı toplarken, kenar bölge daha az ısı toplar; bu da lityum-polimer pildeki ayrı hücreler arasındaki sıcaklık dengesizliğini artırır.

Polimer lityum pil sıcaklık düzenleme yöntemleri

1. İçsel ayarlama

Sıcaklık sensörü, en temsili, en büyük sıcaklık değişiminin olduğu yere, özellikle en yüksek ve en düşük sıcaklıklara ve ayrıca polimer lityum pilin ısı birikiminin en yoğun olduğu merkeze yerleştirilecektir.

1. Dış düzenleme

Soğutma düzenlemesi: Şu anda, lityum polimer pillerin termal yönetim yapısının karmaşıklığı göz önüne alındığında, çoğu basit hava soğutma yöntemini benimsemektedir. Ayrıca ısı dağılımının homojenliği dikkate alındığında, çoğu paralel havalandırma yöntemini kullanmaktadır.

1. Sıcaklık düzenlemesi: En basit ısıtma yapısı, ısıtmayı sağlamak için lityum polimer pilin üstüne ve altına ısıtma plakaları eklemektir; her lityum polimer pilin öncesinde ve sonrasında bir ısıtma hattı bulunur veya pilin etrafına ısıtma filmi sarılır.Lityum polimer pilIsıtma için.

Lityum polimer pillerin düşük sıcaklıklarda kapasitelerinin azalmasının başlıca nedenleri

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

2. Ek olarak, SEI membranının empedansı düşük sıcaklıklarda artar ve bu da lityum iyonlarının elektrot/elektrolit arayüzünden geçme hızını yavaşlatır. SEI filminin empedansındaki artışın nedenlerinden biri, düşük sıcaklıklarda lityum iyonlarının negatif elektrottan ayrılmasının daha kolay ve gömülmesinin daha zor olmasıdır.

3. Şarj sırasında lityum metal ortaya çıkar ve elektrolitle reaksiyona girerek orijinal SEI filmini kaplayacak yeni bir SEI filmi oluşturur; bu da pilin empedansını artırarak pil kapasitesinin azalmasına neden olur.

Lityum polimer pillerin performansında düşük sıcaklığın etkisi

1. Şarj ve deşarj performansında düşük sıcaklık etkisi

Sıcaklık azaldıkça, ortalama deşarj voltajı ve deşarj kapasitesi de azalır.lityum polimer pillerÖzellikle sıcaklık -20 ℃'nin altına düştüğünde, pilin deşarj kapasitesi ve ortalama deşarj voltajı daha hızlı azalır.

2. Düşük sıcaklıkta çevrim performansı

-10℃'de pilin kapasitesi daha hızlı azalır ve 100 döngüden sonra kapasite yalnızca 59mAh/g olarak kalır, bu da %47,8'lik bir kapasite kaybına işaret eder; düşük sıcaklıkta deşarj edilen pil, oda sıcaklığında şarj ve deşarj için test edilir ve bu süre zarfında kapasite geri kazanım performansı incelenir. Kapasitesi 70,8mAh/g'ye kadar geri kazanılır ve %68'lik bir kapasite kaybı yaşanır. Bu, pilin düşük sıcaklık döngüsünün pil kapasitesinin geri kazanımı üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

3. Düşük sıcaklığın güvenlik performansı üzerindeki etkisi

Polimer lityum pil şarjı, lityum iyonlarının pozitif elektrottan elektrolit göçü yoluyla negatif malzemeye taşınması, lityum iyonlarının negatif elektrota polimerleşmesi ve altı karbon atomu tarafından bir lityum iyonunun yakalanması işlemidir. Düşük sıcaklıklarda, kimyasal reaksiyon aktivitesi azalırken, lityum iyonlarının göçü yavaşlar; negatif elektrot yüzeyindeki lityum iyonları, negatif elektrota gömülmemiş halde lityum metaline indirgenir ve negatif elektrot yüzeyinde çökelerek lityum dendritleri oluşturur. Bu dendritler, diyaframı kolayca delerek pilde kısa devreye neden olabilir ve bu da pile zarar vererek güvenlik kazalarına yol açabilir.

Son olarak, lityum polimer pillerin kışın düşük sıcaklıklarda şarj edilmemesi gerektiğini hatırlatmak isteriz. Çünkü düşük sıcaklıklarda, negatif elektrot üzerinde biriken lityum iyonları iyon kristalleri oluşturarak diyaframı doğrudan deler ve bu da genellikle mikro kısa devreye neden olarak pil ömrünü ve performansını etkiler, hatta ciddi doğrudan patlamalara yol açabilir. Bu nedenle bazı kişiler kışın polimer lityum pillerin şarj edilemeyeceğini düşünmektedir; bunun nedeni, pil yönetim sisteminin bir kısmının ürün korumasıyla ilgili olmasıdır.