Vilka är de faktorer som påverkar lågtemperaturprestandan hos litiumjonbatterier?

Med den snabba utvecklingen av litiumjonbatterier inom området för elfordon och militär industri kan lågtemperaturprestandan inte anpassa sig till det speciella lågtemperaturvädret eller extrema miljöfel.Under låga temperaturförhållanden kommer den effektiva urladdningskapaciteten och den effektiva urladdningsenergin för litiumjonbatterier att reduceras avsevärt, och samtidigt är det nästan omöjligt att ladda i miljön under -10 °C, vilket allvarligt begränsar användningen av litium -jonbatterier.

Faktorer som påverkar lågtemperaturprestanda hos litiumjonbatterier

Litiumjonbatteriet består huvudsakligen av ett positivt elektrodmaterial, ett negativt elektrodmaterial, en separator och en elektrolyt. Litiumjonbatterier i en miljö med låg temperatur kännetecknas av ett fall i urladdningsspänningsplattformen, låg urladdningskapacitet, snabb kapacitetsnedgång och dålig hastighetsprestanda.De viktigaste faktorerna som begränsar lågtemperaturprestandan hos litiumjonbatterier är följande:

※ Positiv elektrodstruktur

Den tredimensionella strukturen hos det positiva elektrodmaterialet begränsar diffusionshastigheten för litiumjoner, och effekten är särskilt uppenbar vid låga temperaturer.Katodmaterialen i litiumjonbatterier inkluderar kommersiellt litiumjärnfosfat, nickelkoboltmangan ternära material, litiummanganat, litiumkoboltoxid, etc., och inkluderar även högspänningskatodmaterial såsom litiumnickelmanganoxid och litiumjärnmanganfosfat i utvecklingen skede.litiumvanadinfosfat och liknande.Olika positiva elektrodmaterial har olika tredimensionella strukturer.För närvarande är de positiva elektrodmaterialen som används som kraftbatterier för elfordon främst litiumjärnfosfat, nickelkobolt mangan ternära material och litiummanganat.Wu Wendi et al studerade urladdningsprestanda för litiumjärnfosfatbatteri och nickelkobolt mangan ternärt batteri vid -20 ° C. Det visade sig att urladdningskapaciteten för litiumjärnfosfatbatteri vid -20 ° C endast kan nå 67,38 % av normal temperatur kapacitet, medan nickel kobolt mangan tre Batteriet kan nå 70,1%.Du Xiaoli et al fann att litiummanganoxidbatteriet kan nå 83 % av den normala temperaturkapaciteten vid -20 °C.

※ Lösningsmedel med hög smältpunkt

På grund av närvaron av ett lösningsmedel med hög smältpunkt i det elektrolytblandade lösningsmedlet, ökar viskositeten hos litiumjonbatteriets elektrolyt i en miljö med låg temperatur, och när temperaturen är för låg uppstår fenomenet elektrolytstelning, vilket resulterar i en minskning av transporthastigheten av litiumjoner i elektrolyten.

※ Litiumjondiffusionshastighet

Diffusionshastigheten för litiumjoner i grafitanoden sänks i en miljö med låg temperatur.Xiang Yu-systemet studerade effekten av grafitanod på lågtemperatururladdningsprestanda hos litiumjonbatterier och föreslog att laddningsmigreringsmotståndet hos litiumjonbatterier ökar under lågtemperaturmiljö, vilket leder till minskningen av litiumjondiffusion hastighet i grafitanod, vilket påverkar lågtemperaturprestandan hos litiumjonbatterier.viktigt skäl.

※ SEI film

I lågtemperaturmiljön förtjockas SEI-filmen på litiumjonbatteriets negativa elektrod, och ökningen av SEI-filmimpedansen leder till en minskning av ledningshastigheten för litiumjoner i SEI-filmen.Slutligen laddas och urladdas litiumjonbatteriet i en lågtemperaturmiljö för att bilda en polarisering för att minska laddnings- och urladdningseffektiviteten.

※ T o sammanfatta

För närvarande påverkar många faktorer lågtemperaturprestanda hos litiumjonbatterier, såsom strukturen hos den positiva elektroden, migrationshastigheten för litiumjoner i olika delar av batteriet, tjockleken och kemisk sammansättning av SEI-filmen och valet av litiumsalter och lösningsmedel i elektrolyten.

Lågtemperaturprestanda begränsar tillämpningen av litiumjonbatterier inom elfordon, militärindustri och extrema miljöer.Utvecklingen av litiumjonbatterier med utmärkt lågtemperaturprestanda är ett akut krav på marknaden.