鋰電池常見的幾種低溫加熱技術

導讀：溫度對于鋰電池有著重要的影響，過低的溫度不僅會導致鋰電池性能下降，無法正常工作，低溫下充電還會導致負極析鋰現象的發生，引起電池容量快速衰降，極端情況下甚至會引起正負極短路。本文就介紹一下鋰電池常見的幾種低溫加熱技術。

       低溫鋰電池已經是低溫電池常見的一種。因為受限于電池的化學成分在低溫環境是沒法正常的反應使低溫鋰電池工作，所以低溫電池就需要把電池的溫度加熱到一定的程度才能夠使電池工作。那么鋰電池常見的低溫加熱技術有哪些呢？

       目前鋰電池分為外部加熱和內部加熱兩大類。其中外部加熱又可以分為兩種類型：一種加熱冷卻一體化，一種是直接采用電熱器進行加熱。而內部加熱也同樣可以分為兩類：自加熱和電激發加熱。

一、外部加熱

1、加熱冷卻一體化設計

       根據溫控系統的工作介質不同又可以分為空氣、液體和相變材料三大類。

       以空氣為介質的溫控系統的工作原理是外界的空氣首先通過加熱系統升溫后在風扇的作用下進入到電池組之中，從而為電池加熱。這種方法的噪音和效率等問題難于解決。

       相比于空氣，液體具有更高的熱導率和熱容，因此導熱效率更高。根據加熱的時候電池是否與導熱液體接觸，液體加熱可以分為兩大類：非接觸式加熱、浸入式加熱。

       相變材料為電池組的預熱提供了一種更為簡單的方法，這種方法主要是通過相變材料在相變過程中釋放或吸收的熱量實現為電池組加熱和冷卻的目的，但是相變材料的熱導率通常比較低，不利于將熱量快速傳遞到電池上。目前這一方法還停留在實驗室階段，尚未得到實際應用。

2、電熱器加熱

       電熱器可以分為：1、Peltier效應加熱器；2、電熱片；3、電熱套；4、電熱膜。

       Peltier效應加熱器是通過半導體的Peltier效應在其兩個表面分別形成熱面和冷面，通過控制電流的方向可以控制冷熱面的位置，從而實現為電池冷卻或者加熱的目的，而溫度的高低則可以通過控制電流波幅的方式進行控制。

       在采用電熱片的加熱方式中，電熱片通常會被放置于電池的頂端或低端，電熱片產生的熱量直接傳遞到電池上，通常來說電熱片會采用正溫度系數材料（PTC）來制作，隨著溫度的升高，電阻增加，從而實現自主控溫的目的。

       電熱套最早由Chery Automobile公司的提出，該方法是采用熱電阻制作一個保護套，套在電池的四周，通過電池組的BMS系統監控電池組的溫度變化，從而控制為電池進行預熱。

       電熱膜一般是由金屬箔與絕緣材料復合后制成，使用時粘貼在電池的表面，這種加熱方式的好處是加熱膜比較薄（1-2mm），因此占用電池空間比較少。

二、內部加熱

1、自加熱

       將一個Ni箔放入到電池內部，然后在電池外部引出極柱，通過外電路控制電池的加熱。

2、直流電預熱

       這種方法主要是直接為電池施加一個直流的放電電流，通過放電過程中電池產生的熱量為電池加熱。

3、交流電預熱

      交流電加熱方法是在電池兩端施加一個交流電，利用鋰電池的內部阻抗實現為電池加熱，由于交流電的方向始終在快速變化，從而避免了直流電大電流放電加熱過程造成的電池容量的衰降。

4、脈沖電流預熱

      脈沖電流預熱法是通過不連續的大電流放電的方式，通過鋰電池內部的歐姆阻抗產生的熱量，實現對鋰電池的預熱。

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