Cales son os factores que afectan o rendemento a baixa temperatura das baterías de iones de litio?

Co rápido desenvolvemento de baterías de iones de litio No campo dos vehículos eléctricos e da industria militar, o rendemento a baixa temperatura non pode adaptarse ao clima especial de baixa temperatura ou aos defectos ambientais extremos.En condicións de baixa temperatura, a capacidade de descarga efectiva e a enerxía de descarga efectiva das baterías de ión-litio reduciranse significativamente e, ao mesmo tempo, é case imposible cargar no ambiente por debaixo dos -10 °C, o que restrinxe seriamente a aplicación de litio. - baterías de iones.

Factores que afectan o rendemento a baixa temperatura baterías de iones de litio

A batería de iones de litio está composta principalmente por un material de electrodo positivo, un material de electrodo negativo, un separador e un electrólito. Baterías de iones de litio nun ambiente de baixa temperatura caracterízanse por unha caída na plataforma de tensión de descarga, baixa capacidade de descarga, descenso rápido da capacidade e un rendemento pobre da taxa.Os principais factores que restrinxen o rendemento a baixa temperatura das baterías de iones de litio son os seguintes:

※ Estrutura do electrodo positivo

A estrutura tridimensional do material do electrodo positivo restrinxe a taxa de difusión dos ións de litio e o efecto é especialmente evidente a baixas temperaturas.Os materiais catódicos das baterías de iones de litio inclúen fosfato de ferro de litio comerciais, materiais ternarios de níquel cobalto manganeso, manganato de litio, óxido de cobalto de litio, etc. etapa., fosfato de litio vanadio e similares.Diferentes materiais de electrodos positivos teñen diferentes estruturas tridimensionais.Actualmente, os materiais de electrodos positivos utilizados como baterías de enerxía para vehículos eléctricos son principalmente fosfato de ferro de litio, materiais ternarios de níquel cobalto manganeso e manganato de litio.Wu Wendi et al estudaron o rendemento de descarga da batería de fosfato de ferro de litio e da batería ternaria de níquel cobalto manganeso a -20 ° C. Descubriuse que a capacidade de descarga da batería de fosfato de ferro de litio a -20 ° C só pode alcanzar o 67,38% da temperatura normal. capacidade, mentres que níquel cobalto manganeso tres A batería pode chegar ao 70,1%.Du Xiaoli et al descubriron que a batería de óxido de litio manganeso pode alcanzar o 83% da capacidade de temperatura normal a -20 °C.

※ Disolvente de alto punto de fusión

Debido á presenza dun disolvente de alto punto de fusión no disolvente mesturado de electrólitos, a viscosidade do electrólito da batería de iones de litio aumenta nun ambiente de baixa temperatura e, cando a temperatura é demasiado baixa, prodúcese o fenómeno de solidificación do electrólito, o que resulta nunha diminución da temperatura. a velocidade de transporte dos ións litio no electrólito.

※ Velocidade de difusión de ións de litio

A taxa de difusión dos ións de litio no ánodo de grafito redúcese nun ambiente de baixa temperatura.O sistema Xiang Yu estudou o efecto do ánodo de grafito no rendemento de descarga a baixa temperatura da batería de ión-litio e propuxo que a resistencia á migración de carga da batería de ión-litio aumenta en ambientes de baixa temperatura, o que leva á diminución da difusión de ión-litio. taxa no ánodo de grafito, que afecta o rendemento a baixa temperatura da batería de ión-litio.motivo importante.

※ Película SEI

No ambiente de baixa temperatura, a película SEI do electrodo negativo da batería de iones de litio engrosa e o aumento da impedancia da película SEI leva a unha diminución da taxa de condución dos ións de litio na película SEI.Finalmente, a batería de iones de litio cárgase e descárgase nun ambiente de baixa temperatura para formar unha polarización para reducir a eficiencia de carga e descarga.

※ T o resume

Na actualidade, moitos factores afectan o rendemento a baixa temperatura das baterías de ión de litio, como a estrutura do electrodo positivo, a taxa de migración dos ións de litio en varias partes da batería, o grosor e a composición química da película SEI e a selección. de sales de litio e disolventes no electrólito.

O rendemento a baixa temperatura limita a aplicación de baterías de iones de litio no campo dos vehículos eléctricos, industria militar e ambientes extremos.O desenvolvemento de baterías de ión-litio cun excelente rendemento a baixas temperaturas é unha demanda urxente no mercado.