Quins són els factors que afecten el rendiment a baixa temperatura de les bateries d'ions de liti?

Amb el ràpid desenvolupament de bateries de ions de liti en el camp dels vehicles elèctrics i la indústria militar, el rendiment a baixa temperatura no es pot adaptar al clima especial de baixa temperatura o als defectes ambientals extrems.En condicions de baixa temperatura, la capacitat de descàrrega efectiva i l'energia de descàrrega efectiva de les bateries d'ions de liti es reduiran significativament i, al mateix temps, és gairebé impossible carregar-se a l'entorn per sota dels -10 ° C, cosa que restringeix seriosament l'aplicació de liti. - bateries d'ions.

Factors que afecten el rendiment a baixa temperatura bateries de ions de liti

La bateria de ions de liti es compon principalment d'un material d'elèctrode positiu, un material d'elèctrode negatiu, un separador i un electròlit. Bateries de ions de liti en un entorn de baixa temperatura es caracteritzen per una caiguda de la plataforma de tensió de descàrrega, una baixa capacitat de descàrrega, una ràpida decadència de la capacitat i un baix rendiment de la velocitat.Els principals factors que restringeixen el rendiment a baixa temperatura de les bateries d'ions de liti són els següents:

※ Estructura positiva de l'elèctrode

L'estructura tridimensional del material de l'elèctrode positiu restringeix la velocitat de difusió dels ions de liti i l'efecte és especialment evident a baixes temperatures.Els materials càtodics de les bateries d'ions de liti inclouen fosfat de ferro de liti comercial, materials ternaris de níquel cobalt manganès, manganat de liti, òxid de cobalt de liti, etc., i també inclouen materials de càtode d'alta tensió com l'òxid de manganès de níquel de liti i fosfat de manganès de ferro de liti en el desenvolupament. etapa., fosfat de liti vanadi i similars.Els diferents materials d'elèctrode positiu tenen diferents estructures tridimensionals.Actualment, els materials d'elèctrode positiu utilitzats com a bateries d'energia per als vehicles elèctrics són principalment fosfat de ferro de liti, materials ternaris de níquel cobalt manganès i manganat de liti.Wu Wendi et al van estudiar el rendiment de descàrrega de la bateria de fosfat de ferro de liti i la bateria ternària de níquel cobalt manganès a -20 ° C. Es va trobar que la capacitat de descàrrega de la bateria de fosfat de ferro de liti a -20 ° C només pot arribar al 67,38% de la temperatura normal. capacitat, mentre que níquel cobalt manganès tres La bateria pot arribar al 70,1%.Du Xiaoli et al van trobar que la bateria d'òxid de manganès de liti pot arribar al 83% de la capacitat de temperatura normal a -20 °C.

※ Dissolvent d'alt punt de fusió

A causa de la presència d'un dissolvent de punt de fusió elevat en el dissolvent barrejat d'electròlits, la viscositat de l'electròlit de la bateria d'ions de liti augmenta en un entorn de baixa temperatura i, quan la temperatura és massa baixa, es produeix el fenomen de solidificació de l'electròlit, que resulta en una disminució de la velocitat de transport dels ions de liti a l'electròlit.

※ Velocitat de difusió d'ions de liti

La velocitat de difusió dels ions de liti a l'ànode de grafit es redueix en un ambient de baixa temperatura.El sistema Xiang Yu va estudiar l'efecte de l'ànode de grafit sobre el rendiment de descàrrega a baixa temperatura de la bateria d'ions de liti i va proposar que la resistència a la migració de càrrega de la bateria de ions de liti augmenta en un entorn de baixa temperatura, la qual cosa condueix a la disminució de la difusió d'ions de liti. taxa de l'ànode de grafit, que afecta el rendiment a baixa temperatura de la bateria d'ions de liti.motiu important.

※ Pel·lícula SEI

En l'entorn de baixa temperatura, la pel·lícula SEI de l'elèctrode negatiu de la bateria d'ions de liti s'engrossi i l'augment de la impedància de la pel·lícula SEI condueix a una disminució de la velocitat de conducció dels ions de liti a la pel·lícula SEI.Finalment, la bateria de ions de liti es carrega i es descarrega en un entorn de baixa temperatura per formar una polarització per reduir l'eficiència de càrrega i descàrrega.

※ T o resumeix

Actualment, molts factors afecten el rendiment a baixa temperatura de les bateries d'ions de liti, com ara l'estructura de l'elèctrode positiu, la taxa de migració dels ions de liti en diverses parts de la bateria, el gruix i la composició química de la pel·lícula SEI i la selecció. de sals de liti i dissolvents a l'electròlit.

El rendiment a baixa temperatura limita l'aplicació de bateries de ions de liti en l'àmbit dels vehicles elèctrics, la indústria militar i els entorns extrems.El desenvolupament de bateries d'ions de liti amb un excel·lent rendiment a baixa temperatura és una demanda urgent al mercat.