Apa faktor yang mempengaruhi kinerja suhu rendah baterai lithium ion?

Dengan perkembangan pesat dari baterai lithium-ion di bidang kendaraan listrik dan industri militer, kinerja suhu rendah tidak dapat beradaptasi dengan cuaca suhu rendah khusus atau kerusakan lingkungan yang ekstrem.Dalam kondisi suhu rendah, kapasitas pengosongan efektif dan energi pengosongan efektif baterai lithium-ion akan berkurang secara signifikan, dan pada saat yang sama hampir tidak mungkin untuk mengisi daya di lingkungan di bawah -10 °C, yang secara serius membatasi penerapan litium - baterai ion.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja suhu rendah dari baterai ion litium

Baterai lithium ion terutama terdiri dari bahan elektroda positif, bahan elektroda negatif, pemisah, dan elektrolit. baterai lithium-ion di lingkungan suhu rendah dicirikan oleh penurunan platform tegangan pelepasan, kapasitas pelepasan rendah, peluruhan kapasitas cepat, dan kinerja laju yang buruk.Faktor utama yang membatasi kinerja suhu rendah baterai lithium ion adalah sebagai berikut:

※ Struktur elektroda positif

Struktur tiga dimensi dari bahan elektroda positif membatasi laju difusi ion lithium, dan efeknya sangat jelas pada suhu rendah.Bahan katoda baterai lithium ion termasuk litium besi fosfat komersial, bahan ternary nikel kobalt mangan, litium manganat, litium kobalt oksida, dll., Dan juga termasuk bahan katoda tegangan tinggi seperti litium nikel mangan oksida dan litium besi mangan fosfat dalam pengembangan panggung., litium vanadium fosfat dan sejenisnya.Bahan elektroda positif yang berbeda memiliki struktur tiga dimensi yang berbeda.Saat ini, bahan elektroda positif yang digunakan sebagai baterai daya untuk kendaraan listrik terutama adalah lithium besi fosfat, bahan ternary nikel kobalt mangan dan lithium manganat.Wu Wendi et al mempelajari kinerja pelepasan baterai lithium besi fosfat dan baterai ternary nikel kobalt mangan pada -20 ° C. Ditemukan bahwa kapasitas pelepasan baterai lithium besi fosfat pada -20 ° C hanya dapat mencapai 67,38% dari suhu normal kapasitas, sedangkan nikel kobalt mangan tiga baterai bisa mencapai 70,1%.Du Xiaoli et al menemukan bahwa baterai lithium mangan oksida dapat mencapai 83% dari kapasitas suhu normal pada -20 °C.

※ Pelarut dengan titik leleh tinggi

Karena adanya pelarut dengan titik leleh tinggi dalam pelarut campuran elektrolit, viskositas elektrolit baterai lithium ion meningkat di lingkungan suhu rendah, dan ketika suhu terlalu rendah, fenomena pemadatan elektrolit terjadi, mengakibatkan penurunan laju transpor ion litium dalam elektrolit.

※ Laju difusi ion litium

Laju difusi ion litium dalam anoda grafit diturunkan dalam lingkungan bersuhu rendah.Sistem Xiang Yu mempelajari efek anoda grafit pada kinerja pelepasan suhu rendah baterai lithium-ion, dan mengusulkan bahwa resistensi migrasi muatan baterai lithium-ion meningkat di bawah lingkungan suhu rendah, yang mengarah pada penurunan difusi ion lithium tingkat dalam anoda grafit, yang mempengaruhi kinerja suhu rendah baterai lithium-ion.alasan penting.

※ film SE

Di lingkungan suhu rendah, film SEI dari elektroda negatif baterai lithium ion menebal, dan peningkatan impedansi film SEI menyebabkan penurunan laju konduksi ion lithium dalam film SEI.Terakhir, baterai lithium ion diisi dan dikosongkan di lingkungan bersuhu rendah untuk membentuk polarisasi guna mengurangi efisiensi pengisian dan pengosongan.

※ T o menyimpulkan

Saat ini, banyak faktor yang mempengaruhi kinerja suhu rendah baterai lithium ion, seperti struktur elektroda positif, laju migrasi ion lithium di berbagai bagian baterai, ketebalan dan komposisi kimia film SEI, dan pemilihan garam lithium dan pelarut dalam elektrolit.

Kinerja suhu rendah membatasi penerapan baterai lithium-ion di bidang kendaraan listrik, industri militer dan lingkungan ekstrim.Pengembangan baterai lithium-ion dengan kinerja suhu rendah yang sangat baik merupakan permintaan yang mendesak di pasar.