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連接器溫升對于鋰電池性能的影響

2018-04-10 10:53:18 中國儲能網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
目前在儲能領(lǐng)域,鋰電池的運用與發(fā)展非常迅速,鋰電池儲能有著能量密度高、使用壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)點,但是也存在一些弊端,生產(chǎn)成本高,

目前在儲能領(lǐng)域,鋰電池的運用與發(fā)展非常迅速,鋰電池儲能有著能量密度高、使用壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)點,但是也存在一些弊端,生產(chǎn)成本高,安全性能差,有發(fā)生爆炸的危險,所以熱管理系統(tǒng)的安全設(shè)計對于鋰電池的應(yīng)用是至關(guān)重要的,連接器作為電池組之間串并聯(lián)并不可少的元件,它的溫升效應(yīng)對于整個鋰電池儲能系統(tǒng)有著很大影響,所以低溫升設(shè)計成為連接器發(fā)展的一個必然趨勢。

在鋰電池儲能系統(tǒng)中,鋰電池對溫度的敏感性主要源于其材料物化性質(zhì)的溫度敏感性。溫度會直接影響電極材料的活性和導電率、鋰離子在電極上的嵌入和脫嵌、隔膜的鋰離子透過性等,進而影響到電池內(nèi)部的電化學反應(yīng),其外部表現(xiàn)為動力電池的溫度敏感性。由于動力電池具有適宜的工作溫度范圍,在此范圍內(nèi)隨著溫度增加其內(nèi)部活性物質(zhì)的活性越大,電池的充放電電壓和容量隨之增大電池的內(nèi)阻相應(yīng)減小,動力電池的充放電效率也相應(yīng)增加。但是,當溫度超過一定范圍,溫度過高則會加快電池內(nèi)部副反應(yīng)的進行,這些副反應(yīng)消耗鋰離子、溶劑以及電解液等,導致電池性能衰減。研究表明,當電池持續(xù)工作在45℃以上時,其循環(huán)壽命明顯降低,這種情況在高倍率充放電時更為明顯。因此,如果長時間地工作在高溫環(huán)境下,動力電池的壽命就會明顯縮短,其性能也會大大降低,甚至引發(fā)安全事故。同樣,溫度過低則電池內(nèi)部活性物質(zhì)的活性明顯降低,其內(nèi)組、極化電壓增加,充放電功率和容量均會顯著降低,甚至引起電池容量不可逆衰減,并埋下安全隱患。尤其是在充電過程中,在充電設(shè)備外加電場作用下,鋰離子從正極材料中脫出進入電解液并向負極移動,依次進入石墨構(gòu)成的負極材料中,并形成LiC化合物。如果溫度降低,充電速度過快,會使得鋰離子來不及進入負極形成LiC化合物,則靠近負極的鋰離子就會俘獲電子而成為金屬鋰,并聚集形成鋰枝晶,鋰枝晶長大則可能刺破隔膜形成短路。

另外,電池箱體內(nèi)部溫度場長時間的不均勻分布也會造成各電池模塊、單體性能的不均衡,尤其是分布在高溫區(qū)域的電池老化速率會明顯快于低溫部分,隨著時間的累積不同電池之間的物性差異將越加明顯,從而使得電池之間的一致性變差,甚至發(fā)生提前失效,縮短了整個動力電池系統(tǒng)的壽命。

連接器作為電池組之間串并聯(lián)的必要元件,當電池組進行充放電的時候,大電流的通過會使連接器產(chǎn)生熱效應(yīng),當連接器溫度升高,超過電池組的溫度,溫度就會傳向電池內(nèi)部,進而影響到電池的穩(wěn)定性,所以使連接器達到低溫升的特性成為一個必要條件,連動儲能專用連接器采用了公司自主知識產(chǎn)權(quán)的端子技術(shù),將端子內(nèi)部與插針接觸面保持在最佳面積,有效降低接觸電阻,減小過電流密度,減小了電流溫升;與此同時,新型外觀設(shè)計,將多個表面設(shè)計成波紋扇形,提高了散熱功能;除此之外,金屬材料采用進口高純度紫銅,導電率高,過電流溫升穩(wěn)定,塑性材料使用特有的合金材料,集合多種塑料特性,兼?zhèn)涓邚姸扰c高韌性特點,滿足防火要求同時,擁有較高的導熱系數(shù),加快散熱;在內(nèi)部端子與線鼻子連接技術(shù)方面,采用FIRST專利技術(shù),保證了兩者連接可靠性,增大了接觸面積,使過電流溫升達到有效降低,同時,穩(wěn)定牢固的多點壓接工藝有效的降低了線鼻與導線之間的連接溫升,并保證了溫升的一致性。公司目前不同電流等級連接器的溫升測試結(jié)果均能控制在35攝氏度以下(環(huán)境溫度20攝氏度)。

鋰電池儲能是時代發(fā)展的一個必然趨勢,保證鋰電池的安全可靠運行是儲能系統(tǒng)運作的首要條件,大電流連接器作為鋰電池儲能不可或缺的一部分,江蘇連動電力有限公司始終堅持安全、可靠、環(huán)保的產(chǎn)品設(shè)計理念,為儲能鋰電池提供專用的電連接器產(chǎn)品。

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責任編輯:繼電保護

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