چه عواملی بر عملکرد دمای پایین باتری های لیتیوم یونی تأثیر می گذارد؟

با توسعه سریع باتری های لیتیوم یونی در زمینه وسایل نقلیه الکتریکی و صنایع نظامی، عملکرد دمای پایین نمی تواند با شرایط آب و هوایی خاص با دمای پایین یا نقص های شدید محیطی سازگار شود.در شرایط دمای پایین، ظرفیت تخلیه موثر و انرژی تخلیه موثر باتری‌های لیتیوم یون به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد و در عین حال شارژ کردن در محیط زیر 10- درجه سانتی‌گراد تقریبا غیرممکن است، که کاربرد لیتیوم را به طور جدی محدود می‌کند. باتری های یونی

عوامل موثر بر عملکرد دمای پایین باتری های لیتیوم یونی

باتری لیتیوم یونی عمدتاً از یک ماده الکترود مثبت، یک ماده الکترود منفی، یک جداکننده و یک الکترولیت تشکیل شده است. باتری های لیتیوم یون در یک محیط دمای پایین با افت پلت فرم ولتاژ تخلیه، ظرفیت تخلیه کم، کاهش سریع ظرفیت و عملکرد نرخ ضعیف مشخص می شوند.عوامل اصلی که عملکرد دمای پایین باتری های لیتیوم یونی را محدود می کنند عبارتند از:

※ ساختار الکترود مثبت

ساختار سه بعدی ماده الکترود مثبت، سرعت انتشار یون های لیتیوم را محدود می کند و این اثر به ویژه در دماهای پایین مشهود است.مواد کاتدی باتری‌های لیتیوم یونی شامل فسفات آهن تجاری لیتیوم، مواد سه تایی نیکل کبالت منگنز، لیتیوم منگنات، لیتیوم اکسید کبالت و غیره است و همچنین شامل مواد کاتدی با ولتاژ بالا مانند اکسید منگنز لیتیوم نیکل و لیتیوم آهن منگنز در توسعه است. صحنه.، لیتیوم وانادیم فسفات و مانند آن.مواد الکترود مثبت مختلف ساختار سه بعدی متفاوتی دارند.در حال حاضر، مواد الکترود مثبت مورد استفاده به عنوان باتری های برق برای وسایل نقلیه الکتریکی عمدتاً فسفات آهن لیتیوم، مواد سه تایی منگنز نیکل کبالت و منگنات لیتیوم است.Wu Wendi و همکارانش عملکرد تخلیه باتری فسفات آهن لیتیوم و باتری سه تایی نیکل کبالت منگنز را در -20 درجه سانتیگراد مطالعه کردند. مشخص شد که ظرفیت تخلیه باتری لیتیوم فسفات آهن در 20- درجه سانتیگراد تنها می تواند به 67.38٪ از دمای معمولی برسد. ظرفیت، در حالی که نیکل کبالت منگنز سه باتری می تواند 70.1٪ برسد.دو شیائولی و همکاران دریافتند که باتری اکسید لیتیوم منگنز می تواند به 83 درصد از ظرفیت دمای طبیعی در 20- درجه سانتی گراد برسد.

※ حلال با نقطه ذوب بالا

به دلیل وجود حلال با نقطه ذوب بالا در حلال مخلوط الکترولیت، ویسکوزیته الکترولیت باتری لیتیوم یونی در محیط با دمای پایین افزایش می‌یابد و زمانی که دما خیلی پایین است، پدیده انجماد الکترولیت رخ می‌دهد و در نتیجه کاهش می‌یابد. سرعت انتقال یون های لیتیوم در الکترولیت

※ سرعت انتشار یون لیتیوم

سرعت انتشار یون های لیتیوم در آند گرافیت در یک محیط با دمای پایین کاهش می یابد.سیستم Xiang Yu اثر آند گرافیت را بر عملکرد تخلیه در دمای پایین باتری لیتیوم یونی مورد مطالعه قرار داد و پیشنهاد کرد که مقاومت در برابر مهاجرت باتری لیتیوم یون در محیط دمای پایین افزایش می‌یابد که منجر به کاهش انتشار یون لیتیوم می‌شود. نرخ در آند گرافیت، که بر عملکرد باتری لیتیوم یونی در دمای پایین تأثیر می گذارد.دلیل مهم

※ فیلم SEI

در محیط دمای پایین، فیلم SEI الکترود منفی باتری لیتیوم یونی ضخیم می شود و افزایش امپدانس فیلم SEI منجر به کاهش سرعت هدایت یون های لیتیوم در فیلم SEI می شود.در نهایت، باتری لیتیوم یونی در یک محیط با دمای پایین شارژ و تخلیه می شود تا قطبش ایجاد شود تا راندمان شارژ و دشارژ کاهش یابد.

※ تی o جمع بندی کنید

در حال حاضر، عوامل زیادی بر عملکرد دمای پایین باتری‌های لیتیوم یونی تأثیر می‌گذارند، مانند ساختار الکترود مثبت، سرعت مهاجرت یون‌های لیتیوم در قسمت‌های مختلف باتری، ضخامت و ترکیب شیمیایی فیلم SEI و انتخاب. نمک های لیتیوم و حلال های موجود در الکترولیت.

عملکرد دمای پایین کاربرد را محدود می کند باتری های لیتیوم یونی در زمینه وسایل نقلیه الکتریکی، صنایع نظامی و محیط های شدید.توسعه باتری های لیتیوم یون با عملکرد عالی در دمای پایین یک تقاضای فوری در بازار است.