蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，中國一研究團(tuán)隊提出使用交流誘導(dǎo)（AC incentive）方法為鋰離子電池快速充電的策略。比起現(xiàn)有充電方法，該方法具有諸多優(yōu)勢。

（圖片來源：MDPI）

鋰離子電池

隨著社會電氣化和脫碳進(jìn)程加快，人們迫切需要可靠的儲能設(shè)備。鋰離子電池具有較高的能量密度、可靠性和耐用性，在電動汽車中得到廣泛使用。然而，這種電池也存在一些局限性，尤其是在低溫條件下，可能出現(xiàn)電解液離子導(dǎo)電性弱、SEI膜導(dǎo)電性弱，以及化學(xué)反應(yīng)速率低等現(xiàn)象。此外，由于離子在負(fù)極石墨顆粒中的擴(kuò)散系數(shù)較低，其充電速度可能較慢。

在較低溫度下充電的另一關(guān)鍵問題是，電池負(fù)極表面可能形成枝晶。鋰枝晶長期積聚，可能破壞電池部件，縮短電池的使用壽命，并引發(fā)安全問題。

當(dāng)前的電池低溫充電策略

為了提高鋰離子電池的效率、耐久性和可靠性，需要一種可靠的低溫快速充電策略。近年來，研究人員開發(fā)了若干種內(nèi)部和外部加熱策略。

外部加熱策略包括，使用液體和暖空氣等方法提供必要的溫度。但是，這些方法也存在一定的局限性，如溫度分布不均勻、加熱速率低、效率低，從而阻礙其廣泛應(yīng)用。

因此，人們?nèi)找骊P(guān)注內(nèi)部加熱方法，以實現(xiàn)快速可靠的低溫充電。常用的方法包括脈沖加熱、自加熱和對流加熱。

此項研究

此項研究提出一種創(chuàng)新策略，以實現(xiàn)在低溫下對鋰離子電池快速充電。該方法可以解決在這些條件下進(jìn)行充電的若干常見問題，提高效率和可靠性。

該策略通過在充電過程中實現(xiàn)足夠的溫升，滿足電池的充電需求。研究人員探討充電速度和選取頻率，以獲得最佳充電參數(shù)。此外，還將該方法產(chǎn)生的容量損失和充電效率，與目前使用的CCCV（先恒流后恒壓）充電方法進(jìn)行了定量比較。

在研究過程中，研究人員選擇使用熱處理室，提供外部溫度條件。電池容量由BTS 600機(jī)器校準(zhǔn)。通過逆變器提供的交流電進(jìn)行充電，對電池的充放電過程進(jìn)行計算機(jī)控制，并記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行分析。借助于溫度、電壓和電流傳感器，提供實時監(jiān)測信息。

在實驗室內(nèi)，在0℃和5℃的外部環(huán)境溫度下評估溫度效應(yīng)。將電池放置2小時，以確保電池溫度達(dá)到環(huán)境溫度。在不同的SOC（車輛蓄電池的剩余電量）和溫度下，對CCCV和交流誘導(dǎo)充電策略進(jìn)行了評估。

通過CCCV充電，將電池充電至指定SOC點，隨后使用測試室進(jìn)行溫度調(diào)整，使其在2小時后達(dá)到所需溫度。然后，使用這兩種策略，將電池充電到所需的電壓。在實驗過程中，需要測量溫度、電流和電壓。

研究結(jié)果

實驗結(jié)果表明，交流誘導(dǎo)策略適合低溫快速充電。比起CCCV方法，使用交流誘導(dǎo)策略，達(dá)到所需充電值的速度要快20%。此外，研究人員觀察到，采用交流誘導(dǎo)策略時，波動電壓上升，導(dǎo)致溫升更快。

與CCCV策略相比，交流誘導(dǎo)策略的平均溫升為2-4 ℃，顯著減少了在低溫條件下為鋰離子電池充電所需的時間。在研究中評估的所有溫度和SOC條件下，采用交流策略可顯著縮短充電時間。

總結(jié)

該項研究展示采用交流誘導(dǎo)方法為鋰離子低溫快速充電的優(yōu)勢。在所有測試條件下，交流充電法的效率均高于CCCV充電法。

研究人員指出，未來將利用這種方法在低溫條件下為電動汽車充電，以評估其實用性。

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