سوف تصبح سعة بطارية ليثيوم أيون في الشتاء غير متوقعة، لماذا بطارية ليثيوم أيون "تخشى" درجة الحرارة المنخفضة؟

Автор: Iflowpower – Портативті электр станциясының жеткізушісі

منذ دخولها السوق، حصلت بطاريات الليثيوم أيون على مجموعة واسعة من التطبيقات بفضل مزاياها المتمثلة في العمر الطويل والسعة النوعية الكبيرة وعدم وجود تأثير الذاكرة. انخفاض درجة حرارة بطارية الليثيوم أيون منخفضة، التوهين الشديد، ضعف أداء تكبير الدورة، ظاهرة الليثيوم الواضحة، عدم توازن الليثيوم المتداخل، إلخ. ومع ذلك، مع التوسع المستمر للتطبيق، أصبح تقييد أداء بطاريات الليثيوم أيون في درجات الحرارة المنخفضة أكثر وضوحًا.

وبحسب التقارير، تبلغ سعة تفريغ بطارية الليثيوم أيون حوالي 31.5% فقط في درجة حرارة الغرفة عند -20 درجة مئوية. تتراوح درجة حرارة تشغيل بطارية الليثيوم أيون التقليدية بين -20 - + 55 درجة مئوية.

ولكن في مجالات الفضاء والمركبات الكهربائية وما إلى ذلك، يمكن للبطارية أن تعمل بشكل صحيح عند درجة حرارة -40 درجة مئوية. ولذلك، فإن تحسين خصائص درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات أيون الليثيوم له أهمية كبيرة.

العوامل التي تحد من أداء بطارية أيون الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة ● في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، تزداد لزوجة الإلكتروليت، حتى لو تجمد جزئيًا، مما يؤدي إلى انخفاض التوصيل الكهربائي لبطارية أيون الليثيوم. ● تتدهور التوافقية بين الإلكتروليت والقطب السالب والحجاب الحاجز في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة. ● يتم ترسيب القطب السالب لبطارية الليثيوم أيون تحت البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة بشكل كبير، ويتفاعل الليثيوم المعدني المترسب مع الإلكتروليت، ويؤدي ترسب المنتج إلى زيادة سمك واجهة الإلكتروليت في الحالة الصلبة (SEI).

● يتم خفض بطارية أيون الليثيوم في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة، ويتم زيادة معاوقة نقل الشحنة (RCT) بشكل كبير. مناقشة عوامل الأداء في درجات الحرارة المنخفضة التي تؤثر على بطاريات أيونات الليثيوم ● وجهة نظر الخبراء 1: محلول الإلكتروليت له تأثير مهم على أداء بطاريات أيونات الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة، كما أن خصائص التركيب والتشكيل للإلكتروليت لها تأثير مهم على أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة. المشكلة في درجة حرارة البطارية المنخفضة هي: ستصبح لزوجة الإلكتروليت كبيرة، وتصبح سرعة توصيل الأيونات بطيئة، مما يؤدي إلى سرعة هجرة الإلكترون للدائرة الخارجية، وبالتالي تصبح البطارية مستقطبة بشدة، وتقل سعة الشحن والتفريغ بشكل حاد.

وخاصة عند الشحن بدرجة حرارة منخفضة، يمكن لأيونات الليثيوم أن تشكل بسهولة دريجلانات الليثيوم على سطح القطب السالب، مما يؤدي إلى فشل البطارية. يرتبط أداء الإلكتروليت في درجات الحرارة المنخفضة ارتباطًا وثيقًا بحجم موصلية الإلكتروليت الخاصة، كما أن أيونات نقل الموصلية الكهربائية سريعة، ويمكن ممارسة المزيد من السعة في درجات الحرارة المنخفضة. كلما زادت أملاح الليثيوم في الإلكتروليت، زاد عدد الهجرات، وارتفعت الموصلية.

موصلية كهربائية عالية، كلما كانت الموصلية الأيونية أسرع، كانت الاستقطاب أصغر، وكان أداء البطارية أفضل في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك، فإن الموصلية العالية هي شرط ضروري لتحقيق أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات أيون الليثيوم. ترتبط الموصلية الكهربائية للإلكتروليت بتركيب الإلكتروليت، وتعمل لزوجة المذيب على تحسين مسار الموصلية الكهربائية للإلكتروليت.

إن سيولة المذيب الجيدة عند درجة حرارة منخفضة للمذيب هي ضمان نقل الأيونات، كما أن غشاء الإلكتروليت الصلب الذي يشكله الإلكتروليت في الإلكتروليت ذو درجة الحرارة المنخفضة هو أيضًا مفتاح لتوصيل أيونات الليثيوم، وRSEI هي المعاوقة الرئيسية لبطارية أيونات الليثيوم في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة. ● رأي الخبير 2: إن الأداء المحدود لبطارية أيون الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة هو زيادة حادة في معاوقة انتشار LI + في درجات الحرارة المنخفضة، ولكن ليس فيلم SEI. خصائص درجة الحرارة المنخفضة لمادة القطب الموجب لبطارية أيون الليثيوم ● 1، ​​تتميز بنية الطبقة ذات الخصائص المنخفضة لدرجة الحرارة لمادة القطب الموجب ذات البنية الطبقية بكل من قناة انتشار أيون الليثيوم أحادية البعد، كما تتمتع بالاستقرار الهيكلي للقناة ثلاثية الأبعاد، وهي أقدم قناة تجارية تجارية.

مادة بطارية ليثيوم أيون إيجابية. وتشمل المواد الممثلة لها LiCoO2، وLi (CO1-XNIX) O2، وLi (Ni، Co، Mn) O2، وما إلى ذلك. شيه شياوهوا، الخ.

استخدم LiCoo2 / MCMB كأشياء بحثية، لاختبار خصائص شحنة درجة الحرارة المنخفضة. وتظهر النتائج أنه مع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض منصة التفريغ من 3.762 فولت (0 درجة مئوية) إلى 3.

207 فولت (-30 درجة مئوية)؛ كما تم تقليل السعة الإجمالية للبطارية من 78.98 مللي أمبير ساعة (0 درجة مئوية) إلى 68.55 مللي أمبير ساعة (-30 درجة مئوية).

● 2، خصائص درجة الحرارة المنخفضة للمادة الإيجابية لهيكل السبينيل هيكل السبينيل LiMn2O4 مادة إيجابية، لأنه لا يوجد عنصر Co، هناك تكلفة منخفضة، ومزايا غير سامة. ومع ذلك، فإن تروس التكافؤ Mn وتأثير JaHN-Teller لـ Mn3 +، يؤديان إلى مشاكل مثل الاختلافات الهيكلية غير المستقرة والقابلة للعكس. بينج تشنغ شون، مشيرا إلى أن الأداء الكهروكيميائي لمواد القطب الموجب LiMn2O4 كبير، ويستخدم RCT كمثال: RCT من LIMN2O4 المصنعة بواسطة الطور الصلب في درجة حرارة عالية أعلى بكثير من طريقة هلام السول، وهذه الظاهرة في أيون الليثيوم المزروعة على معاملات الانتشار.

يرجع السبب في ذلك بشكل رئيسي إلى الطرق التركيبية المختلفة لتحديد بلورة وشكل المنتج. ● 3، خصائص درجة الحرارة المنخفضة لمادة القطب الموجب لنظام الفوسفات LIFEPO4 هي الجسم الرئيسي للمادة الإيجابية لبطارية الطاقة الحالية بسبب استقرار الحجم والسلامة الممتازين، مع المادة الثلاثية. إن مقاومة درجات الحرارة المنخفضة لفوسفات الحديد ترجع بشكل أساسي إلى أن المادة نفسها هي العازل، وموصلية الإلكترون منخفضة، وانتشار أيون الليثيوم ضعيف، بحيث تزداد المقاومة الداخلية للبطارية، والاستقطاب مرتفع، ويتم حظر شحن البطارية وتفريغها، وبالتالي فإن الأداء في درجات الحرارة المنخفضة ليس مثاليًا.

وادي ييدي، الخ، عند دراسة سلوك الشحن والتفريغ لـ LifePO4 في درجات الحرارة المنخفضة، تكون كفاءة كولين 64٪ عند 96٪ و -20 درجة مئوية عند 55 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية، ويكون جهد التفريغ من 55 درجة مئوية 3.11 فولت.

2.62 فولت للتوصيل إلى -20 درجة مئوية. XING et al، اكتشاف، بعد إضافة عوامل موصلة من الكربون النانوي، انخفضت الخصائص الكهروكيميائية لـ LiFePO4، وتحسن الأداء في درجات الحرارة المنخفضة؛ جهد التفريغ لـ LiFePO4 بعد التعديل 3.

انخفض جهد البطارية من 40 فولت إلى 3.09 فولت عند -25 درجة مئوية، وكان الانخفاض بنسبة 9.12% فقط؛ وكانت كفاءة البطارية 57.

3%، أعلى من 53.4% ​​من العامل الكهربائي غير النانوي عند -25 درجة مئوية. في الآونة الأخيرة، جذبت LIMNPO4 اهتمامات الناس.

توصلت الدراسة إلى أن LIMNPO4 يتمتع بإمكانات عالية (4.1 فولت)، ولا يسبب تلوثًا، وسعرًا منخفضًا، وسعة نوعية كبيرة (170 مللي أمبير/ساعة)، وما إلى ذلك. ومع ذلك، بسبب الموصلية الأيونية المنخفضة لـ LIMNPO4 مقارنة بـ LiFePO4، فإنه غالبًا ما يستخدم لاستبدال Mn لتشكيل LiMnO.

محلول صلب 8Fe0.2PO4 في الاستخدام الفعلي لجزء FE. خصائص درجة الحرارة المنخفضة لمادة القطب السالب لبطارية ليثيوم أيون أكثر خطورة بالنسبة لمادة القطب الموجب، وتدهور درجة الحرارة المنخفضة لبطارية ليثيوم أيون أكثر حدة، ويرجع ذلك أساسًا إلى ثلاثة أسباب: ● الشحنة والتفريغ المكبرة العالية في درجة الحرارة المنخفضة، واستقطاب البطارية شديد، وترسب الليثيوم المعدني السطحي السالب إلى حد كبير، ولا يمتلك ناتج تفاعل الليثيوم المعدني والإلكتروليت عمومًا موصلية كهربائية؛ تتأثر بدرجة الحرارة المنخفضة؛.

تتناول دراسة المحاليل الكهروليتية منخفضة الحرارة تأثير نقل Li + في بطارية أيون الليثيوم، كما أن موصليتها الأيونية وأداء تكوين فيلم SEI لهما تأثير كبير على أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة. تم تحديد أن المحلول الكهربائي منخفض الحرارة خاص جدًا، وهناك ثلاثة مؤشرات رئيسية: الموصلية الأيونية، والنوافذ الكهروكيميائية، وتفاعلية القطب. يعتمد مستوى هذه المؤشرات الثلاثة إلى حد كبير على المواد المكونة لها: المذيب، والإلكتروليت (ملح الليثيوم)، والمادة المضافة.

لذلك، فإن دراسة أداء كل جزء من أجزاء الإلكتروليت في درجات الحرارة المنخفضة، لها أهمية كبيرة لفهم وتحسين أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة. ● خصائص درجة الحرارة المنخفضة للإلكتروليت القائم على EC مقارنة بكربونات السلسلة، حيث أن بنية الكربونات الدائرية قريبة وقوية ولها نقطة انصهار ولزوجة عالية. ومع ذلك، فإن القطبية الكبيرة للهيكل الحلقي تجعله غالبًا يتمتع بثابت عازل كبير.

يحتوي مذيب EC على ثابت عازل كبير، وموصلية أيونية عالية، وأداء مثالي لتكوين الفيلم، ويمنع بشكل فعال جزيء المذيب من الإدراج المشترك، بحيث يكون موضعًا لا غنى عنه، بحيث تكون أنظمة الحلول الكهربائية منخفضة الحرارة في الغالب كبيرة، ثم يتم خلط نقطة انصهار منخفضة للمذيب الجزيئي الصغير. ● ملح الليثيوم هو أحد المكونات المهمة للإلكتروليت. لا يمكن لملح الليثيوم تحسين الموصلية الأيونية للحل فحسب، بل يقلل أيضًا من مسافة انتشار Li + في المحلول.

بشكل عام، كلما زاد تركيز Li + في المحلول، زادت موصلية الأيونات. ومع ذلك، فإن تركيز أيونات الليثيوم في الإلكتروليت ليس مرتبطًا خطيًا، بل هو خط مكافئ. ويرجع ذلك إلى أن تركيز أيون الليثيوم في المذيب يعتمد على تفكك ملح الليثيوم في المذيب وقوة الارتباط.

إن دراسة الإلكتروليتات منخفضة الحرارة باستثناء أن البطارية تتكون من نفسها، وعوامل العملية في التشغيل الفعلي سيكون لها أيضًا تأثير كبير على أداء البطارية. ● (1) عملية التحضير YAQUB et al، تأثير حمل القطب وسمك الطلاء على LINI0.6CO 0.

أظهرت نتائج أداء بطارية الجرافيت 2 mn0.2O2 / المنخفضة الحرارة أن كلما كان الحمل الكهربائي أصغر، كانت طبقة الطلاء أقل رقة وكان الأداء في درجات الحرارة المنخفضة أفضل. ● (2) حالة الشحن والتفريغ وجد بيتزل وآخرون، تأثير حالة الشحن والتفريغ في درجات الحرارة المنخفضة على عمر دورة البطارية، أنه عندما يكون عمق التفريغ منخفضًا، يمكن أن يتسبب في فقدان أكبر للسعة، وتقليل عمر الدورة الدموية.

(3) مساحة السطح، والفتحة، وكثافة القطب، وقابلية القطب للبلل والمحلول الكهربائي، وما إلى ذلك، والتي تؤثر على أداء بطارية أيون الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن تجاهل تأثير عيوب المواد والعمليات على أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك، من أجل ضمان أداء درجة الحرارة المنخفضة لبطارية ليثيوم أيون، فمن الضروري القيام بما يلي: ● (1) تشكيل فيلم SEI رقيق وكثيف؛ ● (2) يضمن أن Li + لديه معامل انتشار كبير في المادة الفعالة؛ ● (3) ) يتمتع الإلكتروليت بموصلية أيونية عالية في درجات الحرارة المنخفضة.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للدراسة أيضًا أن تتخذ نهجًا آخر، وتتحول النظرة إلى نوع آخر من بطاريات أيون الليثيوم - بطارية أيون الليثيوم الصلبة بالكامل. بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، من المتوقع أن تحل جميع بطاريات الليثيوم أيون ذات الحالة الصلبة، وخاصة بطاريات الليثيوم أيون ذات الأغشية الرقيقة الصلبة بالكامل، مشكلة ضعف السعة وقضايا سلامة الدورة المستخدمة في درجات حرارة البطارية المنخفضة. إذن كيف تتعامل مع بطاريات الليثيوم في الشتاء؟ 1.

لا تستخدم درجة حرارة بطارية الليثيوم في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة لتأثير بطارية الليثيوم، فكلما انخفضت درجة حرارة بطارية الليثيوم، انخفض نشاط بطارية الليثيوم، مما يؤدي مباشرة إلى انخفاض كبير في كفاءة الشحن والتفريغ، وهو بشكل عام، عمل بطاريات الليثيوم درجة الحرارة بين -20 درجة -60 درجة. عندما تكون درجة الحرارة أقل من 0 درجة مئوية، كن حذرًا من عدم الشحن في الهواء الطلق، يمكنك شحنه، يمكننا أخذ البطارية في الغرفة (ملاحظة، ابتعد عن المواد القابلة للاشتعال!!!)، عندما تكون درجة الحرارة أقل من -20 درجة مئوية، ستدخل البطارية تلقائيًا حالة السكون ولا يمكن استخدامها بشكل طبيعي. فمستخدم الشمال بارد بشكل خاص.

لا يوجد شرط شحن داخلي. للاستفادة الكاملة من بقية البطارية، قم بشحن السيارة بالطاقة الشمسية فورًا بعد ركن السيارة، لزيادة الشحن وتجنب الليثيوم. 2. تطوير الشتاء المعتاد المصاحب، عندما تكون البطارية منخفضة للغاية، يجب علينا إجراء الشحن في الوقت المناسب، وتطوير عادة جيدة للمرافقة، وتذكر، لا تتبع البطارية العادية أبدًا للعودة إلى طاقة بطارية الشتاء.

ينخفض ​​نشاط بطارية الليثيوم في الشتاء، مما يؤدي بسهولة إلى الشحن الزائد، والتأثير بشكل طفيف على عمر البطارية، وتسبب حادث احتراق. لذلك، يجب الاهتمام أكثر بالشحن بطريقة سطحية في الشتاء. من المهم بشكل خاص الإشارة إلى عدم ركن السيارة لفترة طويلة وتجنب الشحن الزائد.

3. لا تبتعد عن تذكر عدم الشحن لفترة طويلة، لا تجعل الأمر مريحًا، ضع السيارة لفترة طويلة في حالة الشحن، ويمكنك ذلك. عندما تكون بيئة الشحن في الشتاء أقل من 0 درجة مئوية، عند الشحن، لا تترك مسافة بعيدة جدًا، لمنع حالات الطوارئ، والتعامل في الوقت المناسب. 4.

عند الشحن، استخدم شاحن خاص لبطارية الليثيوم، حيث أن السوق مليء بالشواحن ذات الجودة الرديئة، واستخدام شواحن ذات جودة رديئة قد يؤدي إلى تلف البطارية، وحتى التسبب في نشوب حريق. لا تشتري منتجات منخفضة السعر وغير مضمونة، ولا تستخدم شواحن بطاريات الرصاص الحمضية؛ إذا كان الشاحن الخاص بك لا يستطيع استخدامه، فتوقف عن استخدامه، لا تخسر. 5. انتبه إلى عمر البطارية، والتغيير في الوقت المناسب في عمر بطارية الليثيوم الجديدة، وأنواع مختلفة من عمر البطارية، بالإضافة إلى طريقة الاستخدام اليومية، فإن عمر البطارية غير متساوٍ، إذا تم إيقاف تشغيل السيارة أو قصرها بشكل لا نهائي، فيرجى الاتصال بموظفي صيانة بطارية الليثيوم للتعامل مع شخص إصلاح بطارية الليثيوم أثناء القصر، فيرجى الاتصال بموظفي صيانة بطارية الليثيوم.

6، هناك كهرباء جيدة لفصل الشتاء، من أجل استخدام السيارة في منتصف الربيع، إذا لم يكن لديك بطارية طويلة، فتذكر شحن 50٪ - 80٪ من البطارية، وإزالتها من السيارة، وإجراء شحن منتظم، حوالي شهر واحد تهمة. ملحوظة: يتم تخزين البطارية في بيئة جافة. 7.

وضع البطارية بشكل صحيح لا تغمر البطارية في الماء، أو تجعل البطارية رطبة؛ لا تكدسها أكثر من 7 طوابق، أو تقلب اتجاه البطارية، الليثيوم.