兆科聯(lián)手華威設(shè)計18650鋰電池加熱片以解決低溫環(huán)境下動力電池穩(wěn)定性

      隨著新能源汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，其潛在的一些問題也開始顯現(xiàn)。比如電動汽車在低溫環(huán)境中運(yùn)行時，其動力電池與電機(jī)等主要部件性能出現(xiàn)的動力故障問題。

       據(jù)了解，特斯拉Models、日產(chǎn)Leaf、雪佛蘭Volt、北汽新能源EV系列，以及江淮新能源IEV系列等純電動汽車的續(xù)駛里程和充放電等性能均受到低溫環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在電動汽車的推廣過程中，續(xù)航里程、充電時間和使用安全性均主要受動力電池特性的制約。鋰離子動力電池的特性受環(huán)境溫度的影響比較顯著，尤其是在低溫環(huán)境中，其可用能量和功率衰減比較嚴(yán)重，且長期低溫環(huán)境使用會加速動力電池的老化，縮短使用壽命。常用的電動汽車鋰離子動力電池在-10℃時，容量和工作電壓會明顯降低，在-20℃時性能更加惡化，表現(xiàn)為其可用放電容量驟降，僅能保持常溫時比容量的百分之三十左右。

       此外，低溫環(huán)境下，鋰離子電池充電也比較困難，且充電時其負(fù)及表面易堆積形成金屬鋰。鋰枝晶的生長會刺穿電池隔膜，造成電池內(nèi)部短路，不僅對電池造成長久性損傷，還會誘發(fā)電池?zé)崾Э?，?dǎo)致其使用安全性大大降低。為解決這個技術(shù)難題，兆科聯(lián)手杭州華威HAWEI電子共同設(shè)計開發(fā)出應(yīng)用在18650鋰電池上PI加熱片材料，杭州華威電子有限公司是一家專注21年生產(chǎn)電池制造商和電源解決方案提供商，公司成立2000年，占地總面積超過5000平方米。華威所有產(chǎn)品無論為自主研發(fā)生產(chǎn)，可為客戶產(chǎn)品量身定制電池方案。

       公司設(shè)有鋰電池實(shí)驗室，與上?；ぴ簩?shí)驗室CB認(rèn)證同步標(biāo)準(zhǔn)，本公司擁有120+認(rèn)證專利。21世紀(jì)來我們愿以高度的熱情和努力與客戶一起發(fā)展，攜手共創(chuàng)美好未來。18650鋰電池上PI加熱片材料是兆科公司按華威電子的參數(shù)要求研發(fā)定制的加熱產(chǎn)品，產(chǎn)品型號為: Kheat PI-HWDZ001(5V，3.125W)-A1(3M468), 產(chǎn)品規(guī)格為：5V-3.125W-0.28mmTx63mmx55mm-L20mm，PI加熱片及其柔軟，采用改良后PI膜，導(dǎo)熱性能更佳，按電池特性要求參數(shù)為:電壓5V，功率3.125W，線長20mm設(shè)計要求定制，在不同面積部位可滿足不同的加熱功率要求和加熱溫度要求，當(dāng)電池在低溫環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)在電池加熱面上的溫度分布。讓電池表面維持熱能量，減少電池的老化，縮短使用壽命，提高電池的使用安全性。

      當(dāng)溫度越低，動力電池的初始端電壓降幅也就越大。因為隨著溫度的降低，動力電池的阻抗增加，導(dǎo)致電池內(nèi)阻的分壓加大，因此電池的端電壓降低。動力電池進(jìn)行低溫放電初期，端電壓有所回升，這種情況主要是由動力電池在放電過程中的產(chǎn)熱導(dǎo)致的。在低溫條件下，隨著放電倍率的增加，動力電池的功率特性和容量特性均存在衰減的問題。鋰離子在負(fù)極石墨中的固相擴(kuò)散系數(shù)減小也是導(dǎo)致動力電池低溫性能變差的主要因素之一。低溫下鋰離子在負(fù)極石墨中的固相擴(kuò)散系數(shù)減小，是導(dǎo)致動力電池容量特性變差的主要速度控制步驟。當(dāng)電池進(jìn)行低溫充電時，較小的擴(kuò)散系數(shù)會導(dǎo)致鋰離子在負(fù)極石墨中的擴(kuò)散過程受阻，從而易在負(fù)極顆粒表面產(chǎn)生“鋰沉積”，對電池造成長久性的損傷。

PI加熱片的產(chǎn)品特性:

》電阻片厚度選擇范圍：0.03-0.1mmT ,PI膜厚度選擇: 0.05-0.1mmT

》很柔軟，其小的彎曲半徑僅為0.8mm左右

》采用改良后PI膜,導(dǎo)熱性能更佳，其結(jié)構(gòu)由兩面聚酰亞胺膜通過高溫?zé)?壓合電阻片而成；

》按需定制各種功率、規(guī)格尺寸、安裝方式產(chǎn)品，包覆受熱體使用。

》電阻片根據(jù)設(shè)計阻值經(jīng)蝕刻而成，發(fā)熱均勻性較好。

》可按形狀尺寸，功率電壓要求來設(shè)計定制。

》可以方便與薄型隔熱材料集成為一體，提供帶隔熱層的輕質(zhì)電熱元件。

》可選擇單面背膠便于快捷安裝。

》符合RoHS、CE、UL認(rèn)證。

PI加熱片的產(chǎn)品應(yīng)用:

》新能源汽車電池行業(yè)；

》通信安防行業(yè)；

》攝像機(jī)，硬盤錄像機(jī)；

》電力行業(yè)，軍工航天類；

PI加熱片的產(chǎn)品參數(shù)范圍:

        隨著溫度的降低，動力電池的恒流充電時間就會縮短，而恒壓階段充電時間就會延長，充電總時間也會變長。在設(shè)定的充電模式下，隨著溫度的降低，動力電池恒壓階段充入的電量就會增加。所以，溫度的降低致使動力電池恒流充電電量縮減，主要依靠恒壓進(jìn)行充電，長時間的恒壓階段充電會導(dǎo)致動力電池整體充電時間延長，使充電時間效率降低，且長時間的低溫恒壓充電也是導(dǎo)致動力電池發(fā)生副反應(yīng)性能衰減的誘因之一。

       此外，動力電池在低溫下不僅難以實(shí)現(xiàn)大電流放電，且因電池阻抗的增加，導(dǎo)致充電電壓迅速上升，使電池到達(dá)充電保護(hù)終止電壓的時間縮短，因此存在充電困難和充電效率低的缺點(diǎn)。但隨著環(huán)境溫度的降低，電池的放電電壓均表現(xiàn)為快速下降趨勢，動力電池功率特性惡化，且隨著溫度的降低，動力電池到達(dá)截止電壓的時間縮短，說明其可用容量衰減嚴(yán)重。所以，這就是在18650鋰電池中做加熱材料設(shè)計的主要原因。

       但總的來說，要想解決新能源汽車在低溫環(huán)境運(yùn)行時的存在的問題，就得從動力電池性能入手。