리튬이온 배터리의 저온 성능에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?

급속한 발전으로 리튬 이온 배터리 전기 자동차 및 군수 산업 분야에서 저온 성능은 특수한 저온 날씨나 극심한 환경 결함에 적응할 수 없습니다. 저온 조건에서는 리튬 이온 배터리의 유효 방전 용량과 유효 방전 에너지가 크게 감소하며, 동시에 -10°C 이하의 환경에서는 충전이 거의 불가능하므로 리튬 적용이 심각하게 제한됩니다. -이온 배터리.

저온 성능에 영향을 미치는 요인 리튬 이온 배터리

리튬이온전지는 크게 양극재, 음극재, 분리막, 전해질로 구성된다. 리튬 이온 배터리 저온 환경에서는 방전 전압 플랫폼의 저하, 낮은 방전 용량, 빠른 용량 감쇠 및 열악한 속도 성능이 특징입니다. 리튬이온 배터리의 저온 성능을 제한하는 주요 요인은 다음과 같습니다.

※ 양극 구조

양극 재료의 3차원 구조는 리튬 이온의 확산 속도를 제한하며 그 효과는 특히 저온에서 두드러집니다. 리튬이온 배터리의 양극재로는 상용 리튬철인산염, 니켈코발트망간 삼원재료, 리튬망간산염, 리튬코발트산화물 등이 있으며, 개발 중인 리튬니켈망간산화물, 리튬철망간인산염 등 고전압 양극재도 포함된다. 단계. , 리튬바나듐포스페이트 등. 서로 다른 양극 재료는 서로 다른 3차원 구조를 가지고 있습니다. 현재 전기자동차용 동력전지에 사용되는 양극 소재는 주로 인산철리튬, 니켈코발트망간 삼원계 소재, 망간산리튬 등이다. Wu Wendi 등은 -20°C에서 인산철리튬 배터리와 니켈코발트 망간 3원계 배터리의 방전 성능을 연구했습니다. -20°C에서 인산철리튬 배터리의 방전 용량은 정상 온도의 67.38%에만 도달할 수 있는 것으로 나타났습니다. 용량, 니켈 코발트 망간 3개 배터리는 70.1%에 도달할 수 있습니다. Du Xiaoli 등은 리튬 망간 산화물 배터리가 -20°C에서 정상 온도 용량의 83%에 도달할 수 있음을 발견했습니다.

※ 고융점 용매

전해질 혼합용매에 고융점 용매가 존재함으로써 저온 환경에서 리튬이온전지 전해질의 점도가 증가하고, 온도가 너무 낮을 경우 전해질 응고 현상이 발생하여 전해액의 점도가 저하되는 문제가 있다. 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도.

※ 리튬 이온 확산 속도

저온 환경에서는 흑연 음극 내 리튬 이온의 확산 속도가 저하됩니다. Xiang Yu 시스템은 흑연 양극이 리튬 이온 배터리의 저온 방전 성능에 미치는 영향을 연구했으며, 저온 환경에서 리튬 이온 배터리의 전하 이동 저항이 증가하여 리튬 이온 확산이 감소한다는 것을 제안했습니다. 리튬이온 배터리의 저온 성능에 영향을 미치는 흑연 음극의 비율. 중요한 이유.

※ SEI 필름

저온 환경에서는 리튬이온전지 음극의 SEI 피막이 두꺼워지며, SEI 필름 임피던스의 증가는 SEI 피막 내 리튬이온 전도율의 감소로 이어진다. 마지막으로 리튬이온전지는 저온 환경에서 충방전을 하게 되어 분극을 형성하게 되어 충방전 효율이 떨어지게 된다.

※ 티 아 요약하자면

현재 리튬 이온 배터리의 저온 성능에는 양극의 구조, 배터리의 다양한 부분에서 리튬 이온의 이동 속도, SEI 필름의 두께 및 화학적 조성, 선택 등 많은 요소가 영향을 미칩니다. 전해질의 리튬염과 용매.

저온 성능으로 인해 적용이 제한됩니다. 리튬 이온 배터리 전기 자동차, 군사 산업 및 극한 환경 분야에서. 저온 성능이 뛰어난 리튬이온 배터리의 개발이 시장에서 시급한 요구 사항이다.