Thách thức nhiệt độ của pin ion-lithium trong ô tô điện vào mùa hè

Khác với bình nhiên liệu truyền thống, pin của ô tô điện hoạt động như một lò phản ứng điện hóa. Hiệu suất và tuổi thọ của pin đóng vai trò quan trọng, chịu ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ môi trường và nhiệt lượng phát sinh trong quá trình vận hành. Theo các nghiên cứu, một cell pin ion-lithium hoạt động tốt nhất ở khoảng nhiệt độ từ 15 đến 35 °C.

Khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng này, hiệu năng pin sẽ suy giảm do nhiều nguyên nhân. Nhiệt độ cao làm tăng tốc quá trình lão hóa hóa học và giảm dung lượng pin một cách không thể phục hồi do nhiều phản ứng phụ diễn ra bên trong. Các nghiên cứu ở pin thương mại chỉ ra rằng việc lưu trữ ở nhiệt độ 45 °C làm mất dung lượng gấp đôi so với mức 25 °C.

Trong điều kiện nhiệt độ cực đoan từ 46 đến 50 °C, việc sử dụng xe sẽ tiêu hao năng lượng nhiều hơn tới 28,4%, dẫn đến giảm phạm vi hoạt động của xe đến 16%. Ngược lại, khi nhiệt độ thấp, điện trở nội bộ của điện giải tăng lên. Nếu sạc nhanh ở nhiệt độ thấp mà không có biện pháp làm ấm trước, nguy cơ hình thành lớp lithium kim loại trên cực âm có thể gây hư hại vĩnh viễn cho pin.

Theo bộ phận kỹ thuật của Nissan, nhiệt lượng tích tụ trong cụm pin xuất phát từ hai nguồn chính: nhiệt độ môi trường bên ngoài và điện trở nội bộ của pin. Nhiệt phát sinh nội bộ tuân theo định luật Joule, khi công suất nhiệt tỏa ra tỷ lệ với bình phương của dòng điện chạy qua pin.