¿Cuáles son los factores que afectan el rendimiento a baja temperatura de las baterías de iones de litio?

Con el rápido desarrollo de baterías de iones de litio En el campo de los vehículos eléctricos y la industria militar, el rendimiento a baja temperatura no puede adaptarse al clima especial de baja temperatura o a los defectos ambientales extremos.En condiciones de baja temperatura, la capacidad de descarga efectiva y la energía de descarga efectiva de las baterías de iones de litio se reducirán significativamente y, al mismo tiempo, es casi imposible cargarlas en un ambiente por debajo de -10 °C, lo que restringe seriamente la aplicación de litio. -baterías de iones.

Factores que afectan el rendimiento a baja temperatura de baterías de iones de litio

La batería de iones de litio se compone principalmente de un material de electrodo positivo, un material de electrodo negativo, un separador y un electrolito. Baterías de iones de litio en un ambiente de baja temperatura se caracterizan por una caída en la plataforma de voltaje de descarga, baja capacidad de descarga, rápido decaimiento de la capacidad y bajo rendimiento de la tasa.Los principales factores que restringen el rendimiento a baja temperatura de las baterías de iones de litio son los siguientes:

※ Estructura de electrodo positivo

La estructura tridimensional del material del electrodo positivo restringe la velocidad de difusión de los iones de litio y el efecto es especialmente evidente a bajas temperaturas.Los materiales de cátodo de las baterías de iones de litio incluyen fosfato de hierro de litio comercial, materiales ternarios de manganeso de cobalto de níquel, manganato de litio, óxido de cobalto de litio, etc., y también incluyen materiales de cátodo de alto voltaje como óxido de manganeso de litio níquel y fosfato de manganeso de hierro de litio en desarrollo escenario., fosfato de litio y vanadio y similares.Diferentes materiales de electrodos positivos tienen diferentes estructuras tridimensionales.Actualmente, los materiales de electrodos positivos utilizados como baterías de energía para vehículos eléctricos son principalmente fosfato de hierro y litio, materiales ternarios de manganeso de cobalto de níquel y manganato de litio.Wu Wendi et al estudiaron el rendimiento de descarga de la batería de fosfato de hierro y litio y la batería ternaria de manganeso y cobalto de níquel a -20 °C. Se descubrió que la capacidad de descarga de la batería de fosfato de hierro y litio a -20 °C solo puede alcanzar el 67,38 % de la temperatura normal capacidad, mientras que el níquel cobalto manganeso tres La batería puede alcanzar el 70,1%.Du Xiaoli et al descubrieron que la batería de óxido de manganeso y litio puede alcanzar el 83 % de la capacidad de temperatura normal a -20 °C.

※ Disolvente de alto punto de fusión

Debido a la presencia de un solvente de alto punto de fusión en el solvente mixto de electrolito, la viscosidad del electrolito de la batería de iones de litio aumenta en un ambiente de baja temperatura, y cuando la temperatura es demasiado baja, se produce el fenómeno de solidificación del electrolito, lo que resulta en una disminución de la tasa de transporte de iones de litio en el electrolito.

※ Tasa de difusión de iones de litio

La velocidad de difusión de los iones de litio en el ánodo de grafito se reduce en un entorno de baja temperatura.El sistema Xiang Yu estudió el efecto del ánodo de grafito en el rendimiento de descarga a baja temperatura de la batería de iones de litio y propuso que la resistencia a la migración de carga de la batería de iones de litio aumenta en un entorno de baja temperatura, lo que conduce a una disminución de la difusión de iones de litio. Tasa en el ánodo de grafito, que afecta el rendimiento a baja temperatura de la batería de iones de litio.motivo importante

※ película SEI

En el entorno de baja temperatura, la película SEI del electrodo negativo de la batería de iones de litio se espesa y el aumento de la impedancia de la película SEI conduce a una disminución en la velocidad de conducción de los iones de litio en la película SEI.Finalmente, la batería de iones de litio se carga y descarga en un ambiente de baja temperatura para formar una polarización para reducir la eficiencia de carga y descarga.

※ T resumir

En la actualidad, muchos factores afectan el rendimiento a baja temperatura de las baterías de iones de litio, como la estructura del electrodo positivo, la velocidad de migración de los iones de litio en varias partes de la batería, el espesor y la composición química de la película SEI y la selección. de sales de litio y solventes en el electrolito.

El rendimiento a baja temperatura limita la aplicación de baterías de iones de litio en el campo de los vehículos eléctricos, industria militar y ambientes extremos.El desarrollo de baterías de iones de litio con un excelente rendimiento a baja temperatura es una demanda urgente en el mercado.