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连接器升温对于锂电池性能的影响,连接器性能分析

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2021-11-27

目前,锂电池在储能领域的应用和发展非常迅速。锂电池储能具有能量密度高、使用寿命长、绿色环保的优点,但也存在生产成本高、安全性能差、爆炸危险等缺点。因此,热管理系统的安全设计对锂电池的应用至关重要。

连接器作为电池组之间串并联不可缺少的部件,其温升效应对整个锂电池储能系统影响很大,因此低温升设计成为连接器发展的必然趋势。

在锂电池储能系统中,锂电池对温度的敏感性主要来自其材料物化性质的温度敏感性。温度会直接影响电极材料的活性和导电性,锂离子在电极上的嵌入和分离,隔膜的锂离子透过性等。,从而影响电池内部的电化学反应,其外部表现为动力电池的温度敏感性。

由于动力电池具有合适的工作温度范围,随着温度的增加,其内部活性物质的活性越大,电池的充放电电压和容量越大,电池的内阻越小,动力电池的充放电效率越高。

但当温度超过一定范围,温度过高时,会加速电池内部的副反应,消耗锂离子、溶剂和电解液,导致电池性能下降。

研究表明,当电池连续工作在45℃以上时,其循环寿命明显降低,在高倍率充放电时更为明显。因此,如果长期在高温环境下工作,动力电池的寿命会明显缩短,性能会大大降低,甚至引发安全事故。

同样,如果温度过低,电池中活性物质的活性会明显降低,内组和极化电压会增加,充放电功率和容量会显著降低,甚至导致电池容量不可逆衰减,埋下安全隐患。

连接器温升对锂电池性能的影响。

特别是在充电过程中,在充电设备外加电场的作用下,锂离子从正极材料中脱出,进入电解液,向负极移动,依次进入石墨构成的负极材料,形成LiC化合物。

此外,电池盒内部温度场长期不均匀分布也会导致各电池模块和单体性能的不平衡,尤其是分布在高温区域的电池老化会明显快于低温区域。随着时间的积累,不同电池之间的物理差异会越来越明显,从而使电池之间的一致性变差,甚至提前失效,缩短整个动力电池系统的使用寿命。

连接器作为电池组之间串并联的必要部件,当电池组充放电时,大电流的通过会使连接器产生热效应。当连接器温度升高,超过电池组温度时,温度会传递到电池内部,从而影响电池的稳定性,因此有必要使连接器达到低温升高的特点。

解释连接器的性能分类及其特点。

连接器升温对于锂电池性能的影响,连接器性能分析

连接器的基本性能可分为三类:机械性能、电气性能和环境性能。

解释连接器的性能分类及其特点。

机械性能

就连接功能而言,插拔力是一种重要的机械性能。插拔力分为插入力和拔出力(拔出力也叫分离力),两者的要求不同。相关标准中规定了最大插入力和最小分离力,这表明从使用角度来看,插入力较小(因此具有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构),而如果分离力过小,则会影响接触的可靠性。

另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。实际上,机械寿命是一个耐久性(durability)指标,在GB5095中被称为机械操作。它以一次插入和一次拔出为循环,以连接器能否正常完成其连接功能(如接触电阻值)为依据。

连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构(正压)接触部位的涂层质量(滑动摩擦系数)和接触件的排列尺寸精度(对准度)有关。

电气性能

电气性能主要包括接触电阻、绝缘电阻、电流和抗电强度。

①接触电阻:优质电连接器应具有低稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到几十毫欧不等。

②绝缘电阻:衡量电连接器接触件和接触件与外壳之间绝缘性能的指标,数量级从数百兆欧到数千兆欧不等。

③抗电强度或耐电压:表示连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐额定试验电压的能力取决于电路之间的间隙(即接触件之间的爬电距离)和连接器中使用的绝缘材料。

④电流:受电连接器及其端接线的限制。

其他电气性能和电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,一般在100MHz~10GHz的频率范围内进行测试。

解释连接器的性能分类及其特点。

对于射频同轴连接器,还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比(VSWR)等电气指标。由于数字技术的发展,为了连接和传输高速数字脉冲信号,出现了一种新型连接器,即高速信号连接器。相应地,在电气性能方面,除了特性阻抗外,还出现了一些新的电气指标,如串扰、传输延迟、时滞等。

环境性能

常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾。

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