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叉車鋰電池的使用環(huán)境對其循環(huán)壽命影響也是非常重要的。其中,環(huán)境溫度是十分重要的因素。環(huán)境溫度過低或過高都會影響鋰電池的循環(huán)壽命。
陳繼濤等研究了C/LiCoO2系叉車鋰電池在-20 ℃條件下的充放電性能。結果顯示:電池的放電性能在低溫下變差,0.2 C 放電容量僅為常溫容量的77%,1 C 放電容量僅為0.2 C 放電容量的4%。低溫下恒壓充電時間增加,充電性能也明顯惡化。
叉車鋰電池在低溫下放電容量減少的主要原因包括:電解液電導率變差、隔膜的潤濕和/ 或透過性變差、鋰離子的遷移速度變慢、電極/ 電解液界面上電荷轉移速率減緩等[18]。另外,SEI 膜的阻抗在低溫下會增大,使鋰離子通過電極/ 電解液界面的速度變慢。其中SEI 膜的阻抗增加的原因是:鋰離子在低溫下從負極脫出較為容易,嵌入較為困難。充電時金屬鋰會出現并與電解液發(fā)生反應,形成新的SEI 膜覆蓋在原來的SEI 膜上,使電池的阻抗增大從而導致電池的容量下降。
李連興等[20]對同批鋰電池分別在60 ℃和常溫下進行300次充放電循環(huán)實驗。初始階段,60 ℃條件下電池表現出較高的放電容量。但隨著循環(huán)的進行,電池容量衰減加快,循環(huán)穩(wěn)定性降低,后期甚至有電池發(fā)生鼓脹現象。高溫下叉車鋰電池的充放電循環(huán)是不穩(wěn)定,高溫導致電池的電極電化學極化加劇和氣體的產生,造成鼓脹現象,同時電荷傳輸電阻增加,離子傳輸動力學性能降低。
目前叉車鋰電池大多用LiPF6作為電解液,由于電解液的不純或微量水催化分解導電鹽,電解液中含有一定酸性物質HF。HF 會與SEI 膜中的主要成分ROLi、ROCO2Li 等發(fā)生反應,生成LiF 沉積在負極表面。含有LiF 的SEI 膜會阻礙鋰離子的遷移。同時,產生的高阻抗物質會使石墨顆粒之間絕緣隔離。隨著高溫充放電的進行,負極性能會逐漸惡化最終導致電池失效。
使用叉車鋰電池的設備在運輸或正常工作的情況下,有可能會經受振動、沖擊、碰撞等條件的考驗。某些鋰電池在與系統(tǒng)通信時進行充放電并根據一定頻率接收數據信息。設備振動時的頻率有可能對電池頻率產生干擾,從而引起芯片數據出錯或引發(fā)保護電路動作。強振動或沖擊下,叉車鋰電池的極耳、外部的連線、接線柱、焊點等可能會折斷或脫落,電池極片上的活性物質也可能剝落,這都會影響電池的壽命甚至產生危險的情況。