Lityum iyon pillerin düşük sıcaklık performansını etkileyen faktörler nelerdir?

Hızlı gelişmeyle birlikte lityum iyon piller elektrikli araçlar ve askeri sanayi alanında, düşük sıcaklık performansı, özel düşük sıcaklık hava koşullarına veya aşırı çevresel kusurlara uyum sağlayamaz. Düşük sıcaklık koşullarında, lityum iyon pillerin etkin deşarj kapasitesi ve etkin deşarj enerjisi önemli ölçüde azalacaktır ve aynı zamanda -10 °C'nin altındaki ortamda şarj edilmesi neredeyse imkansızdır, bu da lityum uygulamasını ciddi şekilde kısıtlamaktadır. -iyon piller.

Düşük sıcaklık performansını etkileyen faktörler lityum iyon piller

Lityum iyon pil esas olarak pozitif elektrot malzemesi, negatif elektrot malzemesi, ayırıcı ve elektrolitten oluşur. Lityum iyon piller Düşük sıcaklıktaki bir ortamda, deşarj voltajı platformunda bir düşüş, düşük deşarj kapasitesi, hızlı kapasite kaybı ve zayıf hız performansı ile karakterize edilir. Lityum iyon pillerin düşük sıcaklık performansını kısıtlayan ana faktörler şunlardır:

※ Pozitif elektrot yapısı

Pozitif elektrot malzemesinin üç boyutlu yapısı, lityum iyonlarının difüzyon hızını kısıtlar ve bu etki özellikle düşük sıcaklıklarda belirgindir. Lityum iyon pillerin katot malzemeleri, ticari lityum demir fosfat, nikel kobalt manganez üçlü malzemeleri, lityum manganat, lityum kobalt oksit vb. içerir ve ayrıca geliştirme aşamasında lityum nikel manganez oksit ve lityum demir manganez fosfat gibi yüksek voltajlı katot malzemeleri içerir. sahne. , lityum vanadyum fosfat ve benzerleri. Farklı pozitif elektrot malzemeleri farklı üç boyutlu yapılara sahiptir. Şu anda elektrikli araçlar için güç pilleri olarak kullanılan pozitif elektrot malzemeleri çoğunlukla lityum demir fosfat, nikel kobalt manganez üçlü malzemeleri ve lityum manganattır. Wu Wendi ve arkadaşları, lityum demir fosfat pil ve nikel kobalt manganez üçlü pilin -20°C'deki deşarj performansını inceledi. Lityum demir fosfat pilin -20°C'deki deşarj kapasitesinin normal sıcaklığın yalnızca %67,38'ine ulaşabildiği bulundu. kapasite, nikel kobalt manganez üç pil ise %70,1'e ulaşabiliyor. Du Xiaoli ve arkadaşları, lityum manganez oksit pilin -20 °C'de normal sıcaklık kapasitesinin %83'üne ulaşabileceğini buldu.

※ Yüksek erime noktalı solvent

Elektrolit karışımlı solventte yüksek erime noktalı solventin varlığı nedeniyle, lityum iyon pil elektrolitinin viskozitesi düşük sıcaklıktaki bir ortamda artar ve sıcaklık çok düşük olduğunda, elektrolit katılaşma olgusu meydana gelir ve bu da bir azalmaya neden olur. Lityum iyonlarının elektrolitteki taşınma hızı.

※ Lityum iyon difüzyon hızı

Grafit anottaki lityum iyonlarının difüzyon hızı, düşük sıcaklıktaki bir ortamda azalır. Xiang Yu sistemi, grafit anodun lityum iyon pilin düşük sıcaklıktaki deşarj performansı üzerindeki etkisini inceledi ve lityum iyon pilin şarj geçiş direncinin düşük sıcaklık ortamında arttığını ve bunun da lityum iyon difüzyonunun azalmasına yol açtığını öne sürdü. Lityum iyon pilin düşük sıcaklık performansını etkileyen grafit anottaki oran. önemli sebep.

※ SEI filmi

Düşük sıcaklık ortamında, lityum iyon pilin negatif elektrotunun SEI filmi kalınlaşır ve SEI film empedansının artması, SEI filminde lityum iyonlarının iletim hızının azalmasına yol açar. Son olarak, lityum iyon pil, şarj ve deşarj verimliliğini azaltmak için bir polarizasyon oluşturmak üzere düşük sıcaklıktaki bir ortamda şarj edilir ve deşarj edilir.

※ T özetle

Şu anda, pozitif elektrotun yapısı, pilin çeşitli kısımlarındaki lityum iyonlarının göç hızı, SEI filminin kalınlığı ve kimyasal bileşimi ve seçimi gibi lityum iyon pillerin düşük sıcaklık performansını etkileyen birçok faktör vardır. Elektrolitte lityum tuzları ve çözücüler bulunur.

Düşük sıcaklık performansı uygulamayı sınırlar lityum iyon piller elektrikli araçlar, askeri sanayi ve zorlu ortamlar alanında. Mükemmel düşük sıcaklık performansına sahip lityum iyon pillerin geliştirilmesi pazarda acil bir taleptir.