兆科聯手華威設計18650鋰電池加熱片以解決低溫環境下動力電池穩定性

      隨著新能源汽車行業的迅速發展，其潛在的一些問題也開始顯現。比如電動汽車在低溫環境中運行時，其動力電池與電機等主要部件性能出現的動力故障問題。

       據了解，特斯拉Models、日產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駛里程和充放電等性能均受到低溫環境的嚴峻挑戰。在電動汽車的推廣過程中，續航里程、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境溫度的影響比較顯著，尤其是在低溫環境中，其可用能量和功率衰減比較嚴重，且長期低溫環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，低溫環境下，鋰離子電池充電也比較困難，且充電時其負及表面易堆積形成金屬鋰。鋰枝晶的生長會刺穿電池隔膜，造成電池內部短路，不僅對電池造成長久性損傷，還會誘發電池熱失控，導致其使用安全性大大降低。為解決這個技術難題，兆科聯手杭州華威HAWEI電子共同設計開發出應用在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。華威所有產品無論為自主研發生產，可為客戶產品量身定制電池方案。

       公司設有鋰電池實驗室，與上?；ぴ簩嶒炇褻B認證同步標準，本公司擁有120+認證專利。21世紀來我們愿以高度的熱情和努力與客戶一起發展，攜手共創美好未來。18650鋰電池上PI加熱片材料是兆科公司按華威電子的參數要求研發定制的加熱產品，產品型號為: Kheat PI-HWDZ001(5V，3.125W)-A1(3M468), 產品規格為：5V-3.125W-0.28mmTx63mmx55mm-L20mm，PI加熱片及其柔軟，采用改良后PI膜，導熱性能更佳，按電池特性要求參數為:電壓5V，功率3.125W，線長20mm設計要求定制，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，當電池在低溫環境下，實現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，導致電池內阻的分壓加大，因此電池的端電壓降低。動力電池進行低溫放電初期，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熱導致的。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。鋰離子在負極石墨中的固相擴散系數減小也是導致動力電池低溫性能變差的主要因素之一。低溫下鋰離子在負極石墨中的固相擴散系數減小，是導致動力電池容量特性變差的主要速度控制步驟。當電池進行低溫充電時，較小的擴散系數會導致鋰離子在負極石墨中的擴散過程受阻，從而易在負極顆粒表面產生“鋰沉積”，對電池造成長久性的損傷。

PI加熱片的產品特性:

》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,導熱性能更佳，其結構由兩面聚酰亞胺膜通過高溫熱 壓合電阻片而成；

》按需定制各種功率、規格尺寸、安裝方式產品，包覆受熱體使用。

》電阻片根據設計阻值經蝕刻而成，發熱均勻性較好。

》可按形狀尺寸，功率電壓要求來設計定制。

》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電熱元件。

》可選擇單面背膠便于快捷安裝。

》符合RoHS、CE、UL認證。

PI加熱片的產品應用:

》新能源汽車電池行業；

》通信安防行業；

》攝像機，硬盤錄像機；

》電力行業，軍工航天類；

PI加熱片的產品參數范圍:

        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，主要依靠恒壓進行充電，長時間的恒壓階段充電會導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致動力電池發生副反應性能衰減的誘因之一。

       此外，動力電池在低溫下不僅難以實現大電流放電，且因電池阻抗的增加，導致充電電壓迅速上升，使電池到達充電保護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。但隨著環境溫度的降低，電池的放電電壓均表現為快速下降趨勢，動力電池功率特性惡化，且隨著溫度的降低，動力電池到達截止電壓的時間縮短，說明其可用容量衰減嚴重。所以，這就是在18650鋰電池中做加熱材料設計的主要原因。

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