पॉलिमर लिथियम बैटरी का उपयोग जिस वातावरण में किया जाता है, वह भी उसके चक्र जीवन को प्रभावित करने में अत्यंत महत्वपूर्ण है। इनमें से, परिवेश का तापमान एक अत्यंत महत्वपूर्ण कारक है। बहुत कम या बहुत अधिक परिवेश का तापमान लिथियम-पॉलीमर बैटरियों के चक्र जीवन को प्रभावित कर सकता है। पावर बैटरी अनुप्रयोगों और उन अनुप्रयोगों में जहाँ तापमान एक प्रमुख प्रभाव डालता है, बैटरी की दक्षता में सुधार के लिए लिथियम-पॉलीमर बैटरियों का तापीय प्रबंधन आवश्यक है।

ली-पॉलीमर बैटरी पैक के आंतरिक तापमान परिवर्तन के कारण

के लिएलिथियम-पॉलीमर बैटरियाँआंतरिक ऊष्मा उत्पादन प्रतिक्रिया ऊष्मा, ध्रुवीकरण ऊष्मा और जूल ऊष्मा है। लिथियम-पॉलीमर बैटरी के तापमान में वृद्धि का एक मुख्य कारण बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध के कारण होने वाली तापमान वृद्धि है। इसके अलावा, गर्म सेल बॉडी के सघन स्थान के कारण, मध्य क्षेत्र में अधिक ऊष्मा एकत्रित होती है, और किनारे वाले क्षेत्र में कम, जिससे लिथियम-पॉलीमर बैटरी में अलग-अलग कोशिकाओं के बीच तापमान असंतुलन बढ़ जाता है।

पॉलिमर लिथियम बैटरी तापमान विनियमन विधियाँ

1. आंतरिक समायोजन

तापमान संवेदक को सबसे अधिक प्रतिनिधि, सबसे बड़े तापमान परिवर्तन स्थान, विशेष रूप से उच्चतम और निम्नतम तापमान, साथ ही बहुलक लिथियम बैटरी गर्मी संचय के केंद्र में अधिक शक्तिशाली क्षेत्र में रखा जाएगा।

1. बाहरी विनियमन

शीतलन विनियमन: वर्तमान में, लिथियम-पॉलीमर बैटरियों की तापीय प्रबंधन संरचना की जटिलता को देखते हुए, अधिकांश बैटरियां वायु-शीतलन विधि की सरल संरचना को अपनाती हैं। और ऊष्मा अपव्यय की एकरूपता को ध्यान में रखते हुए, अधिकांश बैटरियां समानांतर वेंटिलेशन विधि को अपनाती हैं।

1. तापमान विनियमन: सबसे सरल हीटिंग संरचना हीटिंग को लागू करने के लिए ली-पॉलिमर बैटरी के ऊपर और नीचे हीटिंग प्लेट्स को जोड़ना है, प्रत्येक ली-पॉलिमर बैटरी से पहले और बाद में एक हीटिंग लाइन है या चारों ओर लपेटी गई हीटिंग फिल्म का उपयोग हैली-पॉलीमर बैटरीगर्म करने के लिए.

कम तापमान पर लिथियम पॉलीमर बैटरियों की क्षमता में कमी के मुख्य कारण

1. खराब इलेक्ट्रोलाइट चालकता, डायाफ्राम की खराब गीलापन और/या पारगम्यता, लिथियम आयनों का धीमा प्रवास, इलेक्ट्रोड/इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस पर धीमी चार्ज ट्रांसफर दर, आदि।

2. इसके अलावा, कम तापमान पर SEI झिल्ली की प्रतिबाधा बढ़ जाती है, जिससे इलेक्ट्रोड/इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस से लिथियम आयनों के गुजरने की दर धीमी हो जाती है। SEI फिल्म की प्रतिबाधा में वृद्धि का एक कारण यह है कि कम तापमान पर लिथियम आयनों का ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से अलग होना आसान होता है और उन्हें एम्बेड करना अधिक कठिन होता है।

3. चार्ज करते समय, लिथियम धातु प्रकट होगी और इलेक्ट्रोलाइट के साथ प्रतिक्रिया करके मूल SEI फिल्म को ढकने के लिए एक नई SEI फिल्म बनाएगी, जिससे बैटरी की प्रतिबाधा बढ़ जाती है और इस प्रकार बैटरी की क्षमता कम हो जाती है।

लिथियम पॉलीमर बैटरियों के प्रदर्शन पर कम तापमान का प्रभाव

1. कम तापमान पर चार्ज और डिस्चार्ज प्रदर्शन

जैसे-जैसे तापमान घटता है, औसत डिस्चार्ज वोल्टेज और डिस्चार्ज क्षमतालिथियम पॉलीमर बैटरियोंकम हो जाते हैं, खासकर जब तापमान -20 ℃ होता है, तो बैटरी डिस्चार्ज क्षमता और औसत डिस्चार्ज वोल्टेज तेजी से घट जाती है।

2. चक्र प्रदर्शन पर कम तापमान

बैटरी की क्षमता -10°C पर तेज़ी से घटती है, और 100 चक्रों के बाद क्षमता केवल 59mAh/g रह जाती है, यानी 47.8% क्षमता क्षय; कम तापमान पर डिस्चार्ज हुई बैटरी को कमरे के तापमान पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के लिए परीक्षण किया जाता है, और इस अवधि में क्षमता पुनर्प्राप्ति प्रदर्शन की जाँच की जाती है। इसकी क्षमता 70.8mAh/g तक पहुँच जाती है, और क्षमता में 68% की कमी होती है। इससे पता चलता है कि बैटरी के कम तापमान चक्र का बैटरी क्षमता पुनर्प्राप्ति पर अधिक प्रभाव पड़ता है।

3. सुरक्षा प्रदर्शन पर कम तापमान का प्रभाव

पॉलिमर लिथियम बैटरी चार्जिंग, लिथियम आयनों के धनात्मक इलेक्ट्रोड से निकलकर ऋणात्मक पदार्थ में अंतर्निहित इलेक्ट्रोलाइट प्रवासन के माध्यम से, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में लिथियम आयनों के बहुलकीकरण की प्रक्रिया है, जिसमें छह कार्बन परमाणु एक लिथियम आयन को ग्रहण करते हैं। कम तापमान पर, रासायनिक अभिक्रिया की गतिविधि कम हो जाती है, जबकि लिथियम आयनों का प्रवासन धीमा हो जाता है। ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की सतह पर लिथियम आयन ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में अंतर्निहित नहीं होते हैं और लिथियम धातु में परिवर्तित हो जाते हैं, और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की सतह पर अवक्षेपण के कारण लिथियम डेन्ड्राइट बनते हैं, जो आसानी से डायाफ्राम को भेदकर बैटरी में शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकते हैं, जिससे बैटरी क्षतिग्रस्त हो सकती है और सुरक्षा दुर्घटनाएँ हो सकती हैं।

अंत में, हम आपको याद दिलाना चाहेंगे कि लिथियम पॉलीमर बैटरियों को सर्दियों में कम तापमान पर चार्ज नहीं करना चाहिए। कम तापमान के कारण, नेगेटिव इलेक्ट्रोड पर स्थित लिथियम आयन आयन क्रिस्टल उत्पन्न करेंगे, जो सीधे डायाफ्राम को छेदते हैं, जिससे आमतौर पर एक सूक्ष्म शॉर्ट सर्किट होता है जो जीवन और प्रदर्शन को प्रभावित करता है, और गंभीर प्रत्यक्ष विस्फोट का कारण बनता है। इसलिए, कुछ लोग सोचते हैं कि सर्दियों में पॉलीमर लिथियम बैटरी चार्ज नहीं की जा सकती, ऐसा बैटरी प्रबंधन प्रणाली में खराबी के कारण होता है, जो उत्पाद सुरक्षा के लिए ज़िम्मेदार है।