放电过程中的温度变化
随着电池的过度放电,其内部阻抗会显著增大,进而导致蓄电池温度升高。在放电过程中,如果温度过高,会影响充电完成时的温度。因此,为了保持电瓶的最佳状态,应将放电终了时的温度控制在40℃以下。
电池在放电时温度上升是其内在电化学过程的必然结果,核心机制在于能量转换损耗。放电过程中,化学能转化为电能驱动外部负载,但并非所有能量都高效输出。部分能量在克服电池内阻(Ohmic Resistance)、离子在电解液中的传输阻力以及电化学极化过程中直接转化为热能。这种能量损耗是放电发热的根本原因。
放电速率(倍率)是温度变化的关键驱动因素:
高倍率放电(>0.5C)∶电流显著增大,大幅加剧欧姆损耗(焦耳热与电流平方成正比),同时加速极化和浓差极化过程。短时间内电池内部积聚大量热量,导致温度急剧上升(每分钟可达1°C以上)。
温和倍率放电(≤0.5C)︰电流较小,能量损耗相对较低,产热速率较慢,在有效散热条件下温度上升幅度有限且缓慢。
环境温度扮演着"放大器"的角色:
低温环境:电解液粘度增加,离子迁移阻力骤升,电池内阻显著增大。此时即使进行中等倍率放电,欧姆损耗产生的热
量也会显著增加。同时,低温下电池化学反应速率降低,有效容量下降。
·高温环境:虽然电池初始内阻较低,但其散热能力下降,热量积聚效应更加明显。高温本身会加速电池内部的副反应
(如SEI膜分解),若叠加高倍率放电产生的热量,极易通近甚至触发热失控临界点,引发严重安全事故。