Kādi ir faktori, kas ietekmē litija jonu akumulatoru darbību zemā temperatūrā?

Ar strauju attīstību litija jonu akumulatori elektrisko transportlīdzekļu un militārās rūpniecības jomā zemas temperatūras veiktspēja nevar pielāgoties īpašiem zemas temperatūras laikapstākļiem vai ārkārtējiem vides defektiem.Zemas temperatūras apstākļos litija jonu akumulatoru efektīvā izlādes jauda un efektīvā izlādes enerģija tiks ievērojami samazināta, un tajā pašā laikā ir gandrīz neiespējami uzlādēt vidē zem -10 °C, kas nopietni ierobežo litija lietošanu. - jonu akumulatori.

Faktori, kas ietekmē veiktspēju zemā temperatūrā litija jonu akumulatori

Litija jonu akumulators galvenokārt sastāv no pozitīva elektroda materiāla, negatīva elektroda materiāla, separatora un elektrolīta. Litija jonu akumulatori zemas temperatūras vidē raksturojas ar izlādes sprieguma platformas kritumu, zemu izlādes kapacitāti, ātru jaudas samazināšanos un zemu ātruma veiktspēju.Galvenie faktori, kas ierobežo litija jonu akumulatoru darbību zemā temperatūrā, ir šādi:

※ Pozitīva elektrodu struktūra

Pozitīvā elektroda materiāla trīsdimensiju struktūra ierobežo litija jonu difūzijas ātrumu, un efekts ir īpaši acīmredzams zemā temperatūrā.Litija jonu akumulatoru katoda materiāli ietver komerciālus litija dzelzs fosfātu, niķeļa kobalta mangāna trīskomponentus, litija manganātu, litija kobalta oksīdu utt., kā arī augstsprieguma katoda materiālus, piemēram, litija niķeļa mangāna oksīdu un litija dzelzs mangāna fosfātu. posms., litija vanādija fosfāts un tamlīdzīgi.Dažādiem pozitīvo elektrodu materiāliem ir dažādas trīsdimensiju struktūras.Pašlaik pozitīvo elektrodu materiāli, ko izmanto kā strāvas akumulatorus elektriskajiem transportlīdzekļiem, galvenokārt ir litija dzelzs fosfāts, niķeļa kobalta mangāna trīskārši materiāli un litija manganāts.Wu Wendi et al pētīja litija dzelzs fosfāta akumulatora un niķeļa kobalta mangāna trīskāršā akumulatora izlādes veiktspēju -20 ° C temperatūrā. Tika konstatēts, ka litija dzelzs fosfāta akumulatora izlādes jauda -20 ° C temperatūrā var sasniegt tikai 67,38% no normālās temperatūras. ietilpība, savukārt niķeļa kobalta mangāna trīs Akumulators var sasniegt 70,1%.Du Xiaoli et al atklāja, ka litija mangāna oksīda akumulators var sasniegt 83% no parastās temperatūras jaudas pie -20 °C.

※ Šķīdinātājs ar augstu kušanas temperatūru

Tā kā elektrolītu jauktajā šķīdinātājā ir šķīdinātājs ar augstu kušanas temperatūru, litija jonu akumulatora elektrolīta viskozitāte palielinās zemas temperatūras vidē, un, kad temperatūra ir pārāk zema, notiek elektrolīta sacietēšanas parādība, kā rezultātā samazinās litija jonu transportēšanas ātrums elektrolītā.

※ Litija jonu difūzijas ātrums

Zemas temperatūras vidē litija jonu difūzijas ātrums grafīta anodā ir pazemināts.Xiang Yu sistēma pētīja grafīta anoda ietekmi uz litija jonu akumulatora zemas temperatūras izlādes veiktspēju un ierosināja, ka litija jonu akumulatora uzlādes migrācijas pretestība palielinās zemas temperatūras vidē, kas noved pie litija jonu difūzijas samazināšanās. ātrums grafīta anodā, kas ietekmē litija jonu akumulatora veiktspēju zemā temperatūrā.svarīgs iemesls.

※ SEI filma

Zemas temperatūras vidē litija jonu akumulatora negatīvā elektroda SEI plēve ir sabiezējusi, un SEI plēves pretestības palielināšanās noved pie litija jonu vadītspējas samazināšanās SEI plēvē.Visbeidzot, litija jonu akumulators tiek uzlādēts un izlādēts zemas temperatūras vidē, lai izveidotu polarizāciju, lai samazinātu uzlādes un izlādes efektivitāti.

※ T o rezumē

Pašlaik litija jonu akumulatoru darbību zemā temperatūrā ietekmē daudzi faktori, piemēram, pozitīvā elektroda struktūra, litija jonu migrācijas ātrums dažādās akumulatora daļās, SEI plēves biezums un ķīmiskais sastāvs, kā arī izvēle. litija sāļi un šķīdinātāji elektrolītā.

Zemas temperatūras veiktspēja ierobežo pielietojumu litija jonu akumulatori elektrisko transportlīdzekļu, militārās rūpniecības un ekstremālās vides jomā.Litija jonu akumulatoru izstrāde ar izcilu veiktspēju zemā temperatūrā ir steidzams pieprasījums tirgū.