Кои са факторите, които влияят на нискотемпературната работа на литиево-йонните батерии?

С бързото развитие на литиево-йонни батерии в областта на електрическите превозни средства и военната промишленост нискотемпературното представяне не може да се адаптира към специалното нискотемпературно време или екстремни екологични дефекти.При ниски температурни условия ефективният капацитет на разреждане и ефективната енергия на разреждане на литиево-йонните батерии ще бъдат значително намалени и в същото време е почти невъзможно да се зарежда в среда под -10 °C, което сериозно ограничава приложението на литий - йонни батерии.

Фактори, влияещи върху нискотемпературната ефективност на литиево-йонни батерии

Литиево-йонната батерия се състои главно от положителен електроден материал, отрицателен електроден материал, сепаратор и електролит. Литиево-йонни батерии в среда с ниска температура се характеризират със спад в платформата на напрежението на разряда, нисък капацитет на разреждане, бързо намаляване на капацитета и лоша производителност на скоростта.Основните фактори, които ограничават работата при ниска температура на литиево-йонните батерии, са следните:

※ Структура на положителен електрод

Триизмерната структура на материала на положителния електрод ограничава скоростта на дифузия на литиевите йони и ефектът е особено очевиден при ниски температури.Катодните материали на литиево-йонните батерии включват търговски литиево-железен фосфат, никел-кобалт-манган трикомпонентни материали, литиев манганат, литиево-кобалтов оксид и др., а също така включват високоволтови катодни материали като литиево-никел-манганов оксид и литиево-желязо-манганов фосфат в разработката сцена.литиево-ванадиев фосфат и други подобни.Различните материали за положителни електроди имат различни триизмерни структури.Понастоящем материалите за положителни електроди, използвани като захранващи батерии за електрически превозни средства, са главно литиево-железен фосфат, трикомпонентни материали от никел, кобалт, манган и литиев манганат.Wu Wendi et al изследваха характеристиките на разреждане на литиево-железно-фосфатна батерия и никел-кобалт-манганова тройна батерия при -20 ° C. Установено е, че капацитетът на разреждане на литиево-железно-фосфатна батерия при -20 ° C може да достигне само 67,38% от нормалната температура капацитет, докато никел кобалт манган три Батерията може да достигне 70,1%.Du Xiaoli et al откриха, че батерията с литиево-манганов оксид може да достигне 83% от нормалния температурен капацитет при -20 °C.

※ Разтворител с висока точка на топене

Поради наличието на разтворител с висока точка на топене в електролитния смесен разтворител, вискозитетът на електролита на литиево-йонната батерия се увеличава в среда с ниска температура и когато температурата е твърде ниска, възниква феноменът на втвърдяване на електролита, което води до намаляване на скоростта на транспортиране на литиевите йони в електролита.

※ Скорост на дифузия на литиеви йони

Скоростта на дифузия на литиевите йони в графитния анод се понижава в среда с ниска температура.Системата Xiang Yu изследва ефекта на графитния анод върху характеристиките на разреждане при ниска температура на литиево-йонната батерия и предложи съпротивлението на миграция на заряда на литиево-йонната батерия да се увеличава при ниска температура на околната среда, което води до намаляване на дифузията на литиево-йонни скорост в графитен анод, което влияе на нискотемпературната работа на литиево-йонната батерия.важна причина.

※ SEI филм

В среда с ниска температура SEI филмът на отрицателния електрод на литиево-йонната батерия е удебелен и увеличаването на импеданса на SEI филма води до намаляване на скоростта на проводимост на литиевите йони в SEI филма.И накрая, литиево-йонната батерия се зарежда и разрежда в среда с ниска температура, за да се образува поляризация, за да се намали ефективността на зареждане и разреждане.

※ T o обобщете

Понастоящем много фактори влияят върху нискотемпературната производителност на литиево-йонните батерии, като структурата на положителния електрод, скоростта на миграция на литиевите йони в различни части на батерията, дебелината и химичния състав на SEI филма и избора на литиеви соли и разтворители в електролита.

Нискотемпературните характеристики ограничават приложението на литиево-йонни батерии в областта на електрическите превозни средства, военната индустрия и екстремните среди.Разработването на литиево-йонни батерии с отлични характеристики при ниски температури е спешно търсене на пазара.