Кои се факторите кои влијаат на ниските температурни перформанси на литиум-јонските батерии?

Со брзиот развој на литиум-јонски батерии во областа на електричните возила и воената индустрија, перформансите на ниски температури не можат да се прилагодат на посебните временски услови со ниски температури или екстремни еколошки дефекти.При ниски температурни услови, ефективниот капацитет на празнење и ефективната енергија на празнење на литиум-јонските батерии ќе бидат значително намалени, а во исто време е речиси невозможно да се полни во околина под -10 °C, што сериозно ја ограничува примената на литиум -јонски батерии.

Фактори кои влијаат на перформансите на ниска температура на литиум-јонски батерии

Литиум јонската батерија е главно составена од позитивна електрода, материјал од негативна електрода, сепаратор и електролит. Литиум-јонски батерии во средина со ниска температура се карактеризираат со пад на напонот на платформата за празнење, низок капацитет на празнење, брзо распаѓање на капацитетот и слаби перформанси.Главните фактори кои ги ограничуваат перформансите на ниските температури на литиум-јонските батерии се следниве:

※ Позитивна структура на електродата

Тридимензионалната структура на материјалот на позитивната електрода ја ограничува стапката на дифузија на литиумските јони, а ефектот е особено очигледен при ниски температури.Катодните материјали на литиум јонските батерии вклучуваат комерцијални литиум железен фосфат, тројни материјали од никел кобалт манган, литиум манганат, литиум кобалт оксид итн., а исто така вклучуваат високонапонски катодни материјали како што се литиум никел манган оксид и литиум железо манган во развојот. фаза., литиум ванадиум фосфат и слично.Различни материјали за позитивни електроди имаат различни тридимензионални структури.Во моментов, материјалите за позитивни електроди што се користат како батерии за напојување за електрични возила се главно литиум железо фосфат, тројни материјали од никел кобалт манган и литиум манганат.Ву Венди и сор ги проучувале перформансите на празнење на литиум железо фосфатна батерија и тројна батерија од никел кобалт манган на -20 ° C. Откриено е дека капацитетот на празнење на литиум железо фосфатната батерија на -20 ° C може да достигне само 67,38% од нормалната температура капацитет, додека никел кобалт манган три Батеријата може да достигне 70,1%.Du Xiaoli и други откриле дека батеријата со литиум манган оксид може да достигне 83% од нормалниот температурен капацитет на -20 °C.

※ Растворувач со висока точка на топење

Поради присуството на растворувач со висока точка на топење во мешаниот растворувач со електролит, вискозноста на електролитот на литиум-јонската батерија се зголемува во средина со ниска температура, а кога температурата е премногу ниска, се јавува феноменот на зацврстување на електролитот, што резултира со намалување на стапката на транспорт на литиум јони во електролитот.

※ Стапка на дифузија на литиум јони

Стапката на дифузија на литиумските јони во графитната анода се намалува во средина со ниска температура.Системот Ксианг Ју го проучувал ефектот на графитната анода врз перформансите на нискотемпературно празнење на литиум-јонската батерија и предложил отпорот на миграција на полнење на литиум-јонската батерија да се зголемува при ниска температура, што доведува до намалување на дифузијата на литиум јони стапка во графитна анода, што влијае на перформансите на ниски температури на литиум-јонската батерија.важна причина.

※ SEI филм

Во средина со ниска температура, SEI филмот на негативната електрода на литиум јонската батерија е задебелен, а зголемувањето на импедансата на SEI филмот доведува до намалување на стапката на спроводливост на литиумските јони во SEI филмот.Конечно, литиум јонската батерија се полни и испразнува во средина со ниска температура за да се формира поларизација за да се намали ефикасноста на полнењето и празнењето.

※ Т o сумира

Во моментов, многу фактори влијаат на ниските температурни перформанси на литиум-јонските батерии, како што се структурата на позитивната електрода, стапката на миграција на литиумските јони во различни делови на батеријата, дебелината и хемискиот состав на SEI филмот и изборот на соли на литиум и растворувачи во електролитот.

Перформансите на ниска температура ја ограничуваат примената на литиум-јонски батерии во областа на електричните возила, воената индустрија и екстремните средини.Развојот на литиум-јонски батерии со одлични перформанси при ниски температури е итна побарувачка на пазарот.