Які фактори впливають на низькотемпературну продуктивність літій-іонних батарей?

З бурхливим розвитком літій-іонні акумулятори у сфері електромобілів і військової промисловості низькотемпературна продуктивність не може адаптуватися до особливої ​​низькотемпературної погоди або екстремальних екологічних дефектів.За умов низьких температур ефективна розрядна ємність і ефективна енергія розряду літій-іонних акумуляторів будуть значно знижені, і в той же час практично неможливо заряджати в навколишньому середовищі нижче -10 °C, що серйозно обмежує застосування літієвих батарей. -іонні акумулятори.

Фактори, що впливають на низькотемпературну продуктивність літій-іонні акумулятори

Літій-іонний акумулятор в основному складається з матеріалу позитивного електрода, матеріалу негативного електрода, сепаратора та електроліту. Літій-іонні акумулятори у середовищі з низькою температурою характеризуються падінням напруги розряду на платформі, низькою розрядною ємністю, швидким спадом ємності та низькою швидкістю.Основні фактори, які обмежують низькотемпературну продуктивність літій-іонних батарей:

※ Структура позитивного електрода

Тривимірна структура матеріалу позитивного електрода обмежує швидкість дифузії іонів літію, і ефект особливо очевидний при низьких температурах.Катодні матеріали літій-іонних батарей включають комерційний літій-залізофосфат, нікель-кобальт-марганцевий потрійний матеріал, літій-манганат, літій-кобальт-оксид тощо, а також включають високовольтні катодні матеріали, такі як літій-нікель-оксид марганцю та літій-залізо-марганцевий фосфат у розробці. етап., літій-ванадій фосфат тощо.Різні матеріали позитивного електрода мають різну тривимірну структуру.В даний час матеріалами позитивного електрода, які використовуються як силові батареї для електромобілів, є в основному літій-залізофосфат, нікель-кобальт-марганцеві потрійні матеріали та марганат літію.Wu Wendi та інші досліджували продуктивність розряду літій-залізо-фосфатної батареї та нікель-кобальт-марганцевої потрійної батареї при -20 ° C. Було виявлено, що розрядна ємність літій-залізо-фосфатної батареї при -20 ° C може досягати лише 67,38% від нормальної температури ємність, тоді як нікель кобальт марганець три Акумулятор може досягати 70,1%.Du Xiaoli та інші виявили, що літій-марганцево-оксидний акумулятор може досягати 83% від нормальної температурної ємності при -20 °C.

※ Розчинник з високою температурою плавлення

Через наявність розчинника з високою температурою плавлення в змішаному розчиннику електроліту в’язкість електроліту літій-іонного акумулятора збільшується в середовищі з низькою температурою, а коли температура занадто низька, відбувається явище затвердіння електроліту, що призводить до зменшення швидкість транспорту іонів літію в електроліті.

※ Швидкість дифузії іонів літію

Швидкість дифузії іонів літію в графітовому аноді знижується в умовах низької температури.Система Xiang Yu досліджувала вплив графітового анода на низькотемпературний розряд літій-іонної батареї та припустила, що опір міграції заряду літій-іонної батареї збільшується в умовах низької температури, що призводить до зменшення дифузії літій-іонів у графітовому аноді, що впливає на низькотемпературну продуктивність літій-іонної батареї.важлива причина.

※ Плівка SEI

У низькотемпературному середовищі плівка SEI негативного електрода літій-іонної батареї потовщується, а збільшення імпедансу плівки SEI призводить до зниження швидкості провідності іонів літію в плівці SEI.Нарешті, літій-іонний акумулятор заряджається та розряджається в середовищі з низькою температурою для формування поляризації, щоб зменшити ефективність заряду та розряду.

※ Т o підвести підсумок

В даний час багато факторів впливають на низькотемпературні характеристики літій-іонних батарей, наприклад, структура позитивного електрода, швидкість міграції іонів літію в різних частинах батареї, товщина та хімічний склад плівки SEI та вибір солей літію і розчинників в електроліті.

Низькотемпературні показники обмежують застосування літій-іонні акумулятори у сфері електромобілів, військової промисловості та екстремальних середовищ.Розробка літій-іонних акумуляторів з чудовими низькотемпературними характеристиками є актуальною потребою на ринку.