ما هي العوامل التي تؤثر على أداء درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات الليثيوم أيون؟

مع التطور السريع ل بطاريات الليثيوم أيون في مجال السيارات الكهربائية والصناعة العسكرية، لا يمكن للأداء في درجات الحرارة المنخفضة أن يتكيف مع درجات الحرارة المنخفضة الخاصة أو العيوب البيئية الشديدة. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، سيتم تقليل قدرة التفريغ الفعالة وطاقة التفريغ الفعالة لبطاريات الليثيوم أيون بشكل كبير، وفي الوقت نفسه يكاد يكون من المستحيل الشحن في بيئة أقل من -10 درجة مئوية، مما يقيد بشكل خطير تطبيق الليثيوم -بطاريات أيونية.

العوامل المؤثرة على أداء درجات الحرارة المنخفضة بطاريات الليثيوم أيون

تتكون بطارية الليثيوم أيون بشكل أساسي من مادة إلكترود موجب، ومادة إلكترود سالبة، وفاصل، وإلكتروليت. بطاريات ليثيوم أيون في بيئة درجة حرارة منخفضة تتميز بانخفاض في منصة جهد التفريغ، وقدرة تفريغ منخفضة، وتسوس سريع للقدرة، وضعف معدل الأداء. العوامل الرئيسية التي تحد من أداء بطاريات الليثيوم أيون في درجات الحرارة المنخفضة هي ما يلي:

※ هيكل القطب الإيجابي

يحد الهيكل ثلاثي الأبعاد لمادة القطب الموجب من معدل انتشار أيونات الليثيوم، ويكون التأثير واضحًا بشكل خاص في درجات الحرارة المنخفضة. تشتمل مواد الكاثود لبطاريات أيون الليثيوم على فوسفات حديد الليثيوم التجاري، والمواد الثلاثية منجنيز النيكل والكوبالت، ومنجنات الليثيوم، وأكسيد كوبالت الليثيوم، وما إلى ذلك، وتشمل أيضًا مواد الكاثود عالية الجهد مثل أكسيد منغنيز نيكل الليثيوم وفوسفات منغنيز حديد الليثيوم في التطوير. منصة. ، فوسفات الليثيوم الفاناديوم، وما شابه ذلك. تحتوي مواد القطب الموجب المختلفة على هياكل ثلاثية الأبعاد مختلفة. حاليًا، مواد القطب الموجب المستخدمة كبطاريات طاقة للسيارات الكهربائية هي بشكل أساسي فوسفات حديد الليثيوم والمواد الثلاثية منجنيز النيكل والكوبالت ومنجنات الليثيوم. درس Wu Wendi et al أداء تفريغ بطارية ليثيوم فوسفات الحديد وبطارية النيكل والكوبالت والمنغنيز الثلاثية عند -20 درجة مئوية. وقد وجد أن قدرة التفريغ لبطارية ليثيوم فوسفات الحديد عند -20 درجة مئوية يمكن أن تصل فقط إلى 67.38٪ من درجة الحرارة العادية بينما يمكن أن تصل سعة البطارية إلى 70.1%، في حين يمكن أن تصل نسبة النيكل والكوبالت والمنجنيز الثلاثة إلى 70.1%. وجد دو شياو لي وزملاؤه أن بطارية أكسيد المنغنيز الليثيوم يمكن أن تصل إلى 83% من سعة درجة الحرارة العادية عند -20 درجة مئوية.

※ مذيب ذو درجة انصهار عالية

بسبب وجود مذيب ذو نقطة انصهار عالية في المذيب المختلط بالكهرباء، تزداد لزوجة إلكتروليت بطارية الليثيوم أيون في بيئة منخفضة الحرارة، وعندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا، تحدث ظاهرة تصلب الإلكتروليت، مما يؤدي إلى انخفاض في معدل نقل أيونات الليثيوم في المنحل بالكهرباء.

※ معدل انتشار أيون الليثيوم

يتم تقليل معدل انتشار أيونات الليثيوم في أنود الجرافيت في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة. درس نظام Xiang Yu تأثير أنود الجرافيت على أداء التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة لبطارية الليثيوم أيون، واقترح زيادة مقاومة هجرة الشحن لبطارية الليثيوم أيون في ظل بيئة درجة حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى تقليل انتشار أيون الليثيوم معدل في أنود الجرافيت، مما يؤثر على أداء درجة الحرارة المنخفضة لبطارية الليثيوم أيون. سبب مهم.

※ فيلم SEI

في بيئة درجة الحرارة المنخفضة، يتم تكثيف فيلم SEI الخاص بالقطب السالب لبطارية الليثيوم أيون، وتؤدي زيادة مقاومة فيلم SEI إلى انخفاض معدل توصيل أيونات الليثيوم في فيلم SEI. وأخيرًا، يتم شحن بطارية الليثيوم أيون وتفريغها في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة لتكوين استقطاب لتقليل كفاءة الشحن والتفريغ.

※ ت يا تلخيص

في الوقت الحاضر، تؤثر العديد من العوامل على أداء بطاريات الليثيوم أيون في درجات الحرارة المنخفضة، مثل هيكل القطب الموجب، ومعدل انتقال أيونات الليثيوم في أجزاء مختلفة من البطارية، وسمك فيلم SEI وتركيبه الكيميائي، والاختيار. أملاح الليثيوم والمذيبات في المنحل بالكهرباء.

الأداء في درجات الحرارة المنخفضة يحد من تطبيق بطاريات الليثيوم أيون في مجال السيارات الكهربائية والصناعة العسكرية والبيئات القاسية. يعد تطوير بطاريات الليثيوم أيون ذات الأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة طلبًا ملحًا في السوق.