Kokie veiksniai turi įtakos ličio jonų baterijų veikimui žemoje temperatūroje?

Sparčiai vystantis ličio jonų baterijos elektrinių transporto priemonių ir karinės pramonės srityje žemos temperatūros veikimas negali prisitaikyti prie ypatingų žemos temperatūros oro sąlygų ar ekstremalių aplinkos defektų.Esant žemai temperatūrai, ličio jonų baterijų efektyvi iškrovimo talpa ir efektyvi iškrovimo energija bus žymiai sumažinta, o tuo pačiu metu beveik neįmanoma įkrauti žemesnėje nei -10 °C aplinkoje, o tai labai riboja ličio naudojimą. - jonų baterijos.

Veiksniai, turintys įtakos veikimui žemoje temperatūroje ličio jonų baterijos

Ličio jonų baterija daugiausia sudaryta iš teigiamo elektrodo medžiagos, neigiamo elektrodo medžiagos, separatoriaus ir elektrolito. Ličio jonų baterijos žemos temperatūros aplinkoje pasižymi iškrovos įtampos kritimu, maža iškrovimo galia, greitu pajėgumo mažėjimu ir prastu greičiu.Pagrindiniai veiksniai, ribojantys ličio jonų baterijų veikimą žemoje temperatūroje, yra šie:

※ Teigiama elektrodo struktūra

Teigiamo elektrodo medžiagos trimatė struktūra riboja ličio jonų difuzijos greitį, o poveikis ypač akivaizdus esant žemai temperatūrai.Ličio jonų baterijų katodinės medžiagos apima komercinį ličio geležies fosfatą, nikelio kobalto mangano trikomponentes medžiagas, ličio manganatą, ličio kobalto oksidą ir kt., taip pat aukštos įtampos katodo medžiagas, tokias kaip ličio nikelio mangano oksidas ir ličio geležies mangano fosfatas. etapas., ličio vanadžio fosfatas ir pan.Skirtingos teigiamų elektrodų medžiagos turi skirtingą trimatę struktūrą.Šiuo metu teigiamų elektrodų medžiagos, naudojamos kaip elektra varomų transporto priemonių maitinimo elementai, yra daugiausia ličio geležies fosfatas, nikelio kobalto mangano trikomponentės medžiagos ir ličio manganatas.Wu Wendi ir kt. tyrė ličio geležies fosfato baterijos ir nikelio kobalto mangano trijų komponentų iškrovimo charakteristikas esant -20 ° C. Nustatyta, kad ličio geležies fosfato akumuliatoriaus iškrovos talpa -20 ° C temperatūroje gali siekti tik 67,38% normalios temperatūros. talpos, o nikelio kobalto mangano trys Akumuliatorius gali siekti 70,1 proc.Du Xiaoli ir kiti nustatė, kad ličio mangano oksido baterija gali pasiekti 83% įprastos temperatūros talpos esant -20 °C.

※ Aukštos lydymosi temperatūros tirpiklis

Dėl aukštos lydymosi temperatūros tirpiklio buvimo elektrolitų mišinyje, ličio jonų akumuliatoriaus elektrolito klampumas padidėja esant žemai temperatūrai, o kai temperatūra yra per žema, atsiranda elektrolito kietėjimo reiškinys, dėl kurio sumažėja ličio jonų transportavimo greitis elektrolite.

※ Ličio jonų difuzijos greitis

Žemos temperatūros aplinkoje ličio jonų difuzijos greitis grafito anode sumažėja.Xiang Yu sistema ištyrė grafito anodo poveikį ličio jonų akumuliatoriaus iškrovimui žemoje temperatūroje ir pasiūlė, kad ličio jonų akumuliatoriaus atsparumas įkrovimui padidėtų esant žemai temperatūrai, todėl sumažėja ličio jonų difuzija. greitis grafito anode, kuris turi įtakos ličio jonų akumuliatoriaus veikimui žemoje temperatūroje.svarbi priežastis.

※ SEI filmas

Žemos temperatūros aplinkoje ličio jonų akumuliatoriaus neigiamo elektrodo SEI plėvelė sutirštėja, o padidėjus SEI plėvelės varžai mažėja ličio jonų laidumo greitis SEI plėvelėje.Galiausiai ličio jonų akumuliatorius įkraunamas ir iškraunamas žemoje temperatūroje, kad susidarytų poliarizacija, kad būtų sumažintas įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas.

※ T o apibendrinti

Šiuo metu daugelis veiksnių turi įtakos ličio jonų baterijų veikimui žemoje temperatūroje, pavyzdžiui, teigiamo elektrodo struktūra, ličio jonų migracijos greitis įvairiose baterijos dalyse, SEI plėvelės storis ir cheminė sudėtis bei pasirinkimas. ličio druskų ir tirpiklių elektrolite.

Veikimas žemoje temperatūroje riboja naudojimą ličio jonų baterijos elektromobilių, karinės pramonės ir ekstremalios aplinkos srityse.Ličio jonų baterijų, pasižyminčių puikiu našumu žemoje temperatūroje, kūrimas yra neatidėliotinas poreikis rinkoje.