Ποιοι είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου σε χαμηλές θερμοκρασίες;

Με την ταχεία ανάπτυξη του μπαταρίες ιόντων λιθίου στον τομέα των ηλεκτρικών οχημάτων και της στρατιωτικής βιομηχανίας, η απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία δεν μπορεί να προσαρμοστεί στις ειδικές καιρικές συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας ή σε ακραία περιβαλλοντικά ελαττώματα.Υπό συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, η αποτελεσματική ικανότητα εκφόρτισης και η αποτελεσματική ενέργεια εκφόρτισης των μπαταριών ιόντων λιθίου θα μειωθούν σημαντικά και ταυτόχρονα είναι σχεδόν αδύνατο να φορτιστεί σε περιβάλλον κάτω από -10 °C, γεγονός που περιορίζει σοβαρά την εφαρμογή λιθίου -μπαταρίες ιόντων.

Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση της χαμηλής θερμοκρασίας μπαταρίες ιόντων λιθίου

Η μπαταρία ιόντων λιθίου αποτελείται κυρίως από υλικό θετικού ηλεκτροδίου, υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου, διαχωριστή και ηλεκτρολύτη. Μπαταρίες ιόντων λιθίου σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας χαρακτηρίζονται από πτώση της πλατφόρμας τάσης εκφόρτισης, χαμηλή ικανότητα εκφόρτισης, γρήγορη αποσύνθεση χωρητικότητας και κακή απόδοση ρυθμού.Οι κύριοι παράγοντες που περιορίζουν την απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου σε χαμηλή θερμοκρασία είναι οι ακόλουθοι:

※ Θετική δομή ηλεκτροδίου

Η τρισδιάστατη δομή του υλικού του θετικού ηλεκτροδίου περιορίζει τον ρυθμό διάχυσης των ιόντων λιθίου και το αποτέλεσμα είναι ιδιαίτερα εμφανές σε χαμηλές θερμοκρασίες.Τα υλικά καθόδου των μπαταριών ιόντων λιθίου περιλαμβάνουν εμπορικά υλικά φωσφορικού σιδήρου λιθίου, τριμερή υλικά νικελίου κοβαλτίου μαγγανίου, μαγγανικό λίθιο, οξείδιο κοβαλτίου λιθίου, κ.λπ. στάδιο., φωσφορικό λίθιο βανάδιο και τα παρόμοια.Διαφορετικά υλικά θετικών ηλεκτροδίων έχουν διαφορετικές τρισδιάστατες δομές.Επί του παρόντος, τα υλικά θετικών ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται ως μπαταρίες ισχύος για ηλεκτρικά οχήματα είναι κυρίως φωσφορικός σίδηρος λιθίου, τριμερή υλικά νικελίου κοβαλτίου μαγγανίου και μαγγανικό λίθιο.Οι Wu Wendi et al μελέτησαν την απόδοση εκφόρτισης της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου και της τριμερούς μπαταρίας νικελίου κοβαλτίου μαγγανίου στους -20 ° C. Διαπιστώθηκε ότι η ικανότητα εκφόρτισης της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου στους -20 ° C μπορεί να φτάσει μόνο το 67,38% της κανονικής θερμοκρασίας χωρητικότητα, ενώ νικέλιο κοβάλτιο μαγγάνιο τρία Η μπαταρία μπορεί να φτάσει το 70,1%.Οι Du Xiaoli et al διαπίστωσαν ότι η μπαταρία οξειδίου του μαγγανίου λιθίου μπορεί να φτάσει το 83% της κανονικής χωρητικότητας θερμοκρασίας στους -20 °C.

※ Διαλυτικό υψηλού σημείου τήξης

Λόγω της παρουσίας ενός διαλύτη υψηλού σημείου τήξης στον αναμεμειγμένο διαλύτη ηλεκτρολύτη, το ιξώδες του ηλεκτρολύτη της μπαταρίας ιόντων λιθίου αυξάνεται σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας και όταν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, εμφανίζεται το φαινόμενο στερεοποίησης του ηλεκτρολύτη, με αποτέλεσμα τη μείωση του ο ρυθμός μεταφοράς των ιόντων λιθίου στον ηλεκτρολύτη.

※ Ρυθμός διάχυσης ιόντων λιθίου

Ο ρυθμός διάχυσης των ιόντων λιθίου στην άνοδο γραφίτη μειώνεται σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας.Το σύστημα Xiang Yu μελέτησε την επίδραση της ανόδου γραφίτη στην απόδοση εκφόρτισης χαμηλής θερμοκρασίας της μπαταρίας ιόντων λιθίου και πρότεινε ότι η αντίσταση φόρτισης-μετανάστευσης της μπαταρίας ιόντων λιθίου αυξάνεται σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, γεγονός που οδηγεί στη μείωση της διάχυσης ιόντων λιθίου ρυθμός στην άνοδο γραφίτη, που επηρεάζει την απόδοση της μπαταρίας ιόντων λιθίου σε χαμηλή θερμοκρασία.σημαντικός λόγος.

※ Ταινία SEI

Στο περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, το φιλμ SEI του αρνητικού ηλεκτροδίου της μπαταρίας ιόντων λιθίου παχύνεται και η αύξηση της σύνθετης αντίστασης του φιλμ SEI οδηγεί σε μείωση του ρυθμού αγωγιμότητας των ιόντων λιθίου στο φιλμ SEI.Τέλος, η μπαταρία ιόντων λιθίου φορτίζεται και αποφορτίζεται σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας για να σχηματιστεί μια πόλωση για μείωση της απόδοσης φόρτισης και εκφόρτισης.

※ Τ o συνοψίζω

Επί του παρόντος, πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως η δομή του θετικού ηλεκτροδίου, ο ρυθμός μετανάστευσης ιόντων λιθίου σε διάφορα μέρη της μπαταρίας, το πάχος και η χημική σύνθεση του φιλμ SEI και η επιλογή των αλάτων λιθίου και των διαλυτών στον ηλεκτρολύτη.

Η απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία περιορίζει την εφαρμογή του μπαταρίες ιόντων λιθίου στον τομέα των ηλεκτρικών οχημάτων, της στρατιωτικής βιομηχανίας και των ακραίων περιβαλλόντων.Η ανάπτυξη μπαταριών ιόντων λιθίου με εξαιρετική απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία είναι μια επείγουσα ζήτηση στην αγορά.