Hva er faktorene som påvirker lavtemperaturytelsen til litiumionbatterier?

Med den raske utviklingen av litium-ion-batterier innen elektriske kjøretøy og militærindustri kan lavtemperaturytelsen ikke tilpasse seg det spesielle lavtemperaturværet eller ekstreme miljødefekter.Under lave temperaturforhold vil den effektive utladningskapasiteten og den effektive utladningsenergien til litiumionbatterier reduseres betydelig, og samtidig er det nesten umulig å lade i miljøet under -10 °C, noe som alvorlig begrenser bruken av litium -ion ​​batterier.

Faktorer som påvirker lavtemperaturytelsen til litium-ion-batterier

Litiumionbatteriet består hovedsakelig av et positivt elektrodemateriale, et negativt elektrodemateriale, en separator og en elektrolytt. Litium-ion batterier i et miljø med lav temperatur er preget av et fall i utladningsspenningsplattformen, lav utladningskapasitet, rask kapasitetsreduksjon og dårlig hastighetsytelse.Hovedfaktorene som begrenser lavtemperaturytelsen til litiumionbatterier er følgende:

※ Positiv elektrodestruktur

Den tredimensjonale strukturen til det positive elektrodematerialet begrenser diffusjonshastigheten til litiumioner, og effekten er spesielt tydelig ved lave temperaturer.Katodematerialene til litiumionbatterier inkluderer kommersielt litiumjernfosfat, nikkelkoboltmangan ternære materialer, litiummanganat, litiumkoboltoksyd, etc., og inkluderer også høyspentkatodematerialer som litiumnikkelmanganoksyd og litiumjernmanganfosfat i utviklingen scene.litiumvanadiumfosfat og lignende.Ulike positive elektrodematerialer har forskjellige tredimensjonale strukturer.For tiden er de positive elektrodematerialene som brukes som strømbatterier for elektriske kjøretøy hovedsakelig litiumjernfosfat, nikkelkobolt mangan ternære materialer og litiummanganat.Wu Wendi et al studerte utladningsytelsen til litiumjernfosfatbatteri og nikkelkobolt mangan ternært batteri ved -20 ° C. Det ble funnet at utladningskapasiteten til litiumjernfosfatbatteri ved -20 ° C bare kan nå 67,38 % av normal temperatur kapasitet, mens nikkel kobolt mangan tre Batteriet kan nå 70,1%.Du Xiaoli et al fant at litiummanganoksidbatteriet kan nå 83 % av normal temperaturkapasitet ved -20 °C.

※ Løsemiddel med høyt smeltepunkt

På grunn av tilstedeværelsen av et løsemiddel med høyt smeltepunkt i det elektrolyttblandede løsningsmidlet, øker viskositeten til litiumionbatteriets elektrolytt i et lavtemperaturmiljø, og når temperaturen er for lav, oppstår fenomenet med elektrolyttstørkningen, noe som resulterer i en reduksjon i transporthastigheten til litiumioner i elektrolytten.

※ Litiumionediffusjonshastighet

Diffusjonshastigheten til litiumioner i grafittanoden senkes i et miljø med lav temperatur.Xiang Yu-systemet studerte effekten av grafittanode på lavtemperaturutladningsytelsen til litiumionbatterier, og foreslo at ladningsmigrasjonsmotstanden til litiumionbatterier øker under lavtemperaturmiljø, noe som fører til reduksjon av litiumionediffusjon rate i grafittanode, som påvirker lavtemperaturytelsen til litiumionbatterier.viktig grunn.

※ SEI film

I lavtemperaturmiljøet blir SEI-filmen til den negative elektroden til litiumionbatteriet tykkere, og økningen av SEI-filmimpedansen fører til en reduksjon i ledningshastigheten til litiumioner i SEI-filmen.Til slutt blir litiumionbatteriet ladet og utladet i et miljø med lav temperatur for å danne en polarisering for å redusere lade- og utladningseffektiviteten.

※ T o oppsummere

For tiden påvirker mange faktorer lavtemperaturytelsen til litiumionbatterier, for eksempel strukturen til den positive elektroden, migrasjonshastigheten til litiumioner i forskjellige deler av batteriet, tykkelsen og kjemisk sammensetning av SEI-filmen, og valget av litiumsalter og løsemidler i elektrolytten.

Lavtemperaturytelse begrenser bruken av litium-ion-batterier innen elbiler, militær industri og ekstreme miljøer.Utviklingen av litiumionbatterier med utmerket lavtemperaturytelse er et presserende behov i markedet.