Im Winter nimmt die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus ab. Warum haben Lithium-Ionen-Akkus Angst vor niedrigen Temperaturen?

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Seit ihrer Markteinführung haben Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer Vorteile wie lange Lebensdauer, große spezifische Kapazität und fehlender Memory-Effekt ein breites Anwendungsspektrum gefunden. Die niedrige Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie führt zu starker Dämpfung, schlechter Zyklusvergrößerungsleistung, offensichtlichem Lithiumphänomen, Deinterlaxing-Lithium-Ungleichgewicht usw. Mit der kontinuierlichen Ausweitung der Anwendung wird die Einschränkung der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen jedoch immer deutlicher.

Berichten zufolge beträgt die Entladekapazität des Lithium-Ionen-Akkus bei Raumtemperatur von -20 °C nur etwa 31,5 %. Die Betriebstemperatur herkömmlicher Lithium-Ionen-Akkus liegt zwischen -20 und +55 °C.

Aber in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Elektrofahrzeuge usw. kann die Batterie bei -40 °C einwandfrei funktionieren. Daher ist es von großer Bedeutung, die Niedertemperatureigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern.

Faktoren, die die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus bei niedrigen Temperaturen einschränken ● In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen steigt die Viskosität des Elektrolyts an, er verfestigt sich sogar teilweise, was zu einer geringen elektrischen Leitfähigkeit des Lithium-Ionen-Akkus führt. ● Die Kompatibilität zwischen dem Elektrolyten, der negativen Elektrode und der Membran verschlechtert sich in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen. ● Die negative Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie wird in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen stark abgeschieden, und das abgeschiedene metallische Lithium reagiert mit dem Elektrolyten. Die Produktabscheidung führt zu einer Zunahme der Dicke der Festkörperelektrolyt-Grenzfläche (SEI).

● Die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus sinkt in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen und die Ladungsübertragungsimpedanz (RCT) erhöht sich deutlich. Diskussion über Faktoren, die die Leistung bei niedrigen Temperaturen beeinflussen und sich auf Lithium-Ionen-Batterien auswirken. ● Expertenperspektive 1: Die Elektrolytlösung hat einen wichtigen Einfluss auf die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen. Die Zusammensetzung und Materialeigenschaften des Elektrolyten haben einen wichtigen Einfluss auf die Leistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen. Das Problem bei niedrigen Batterietemperaturen ist: Die Viskosität des Elektrolyts wird groß, die Ionenleitungsgeschwindigkeit wird langsam, was zu einer Elektronenmigrationsgeschwindigkeit des externen Schaltkreises führt, sodass die Batterie stark polarisiert wird und die Lade- und Entladekapazität stark abnimmt.

Insbesondere beim Laden bei niedrigen Temperaturen können Lithiumionen leicht Lithiumdelegrane auf der Oberfläche der negativen Elektrode bilden, was zum Ausfall der Batterie führt. Die Leistung des Elektrolyten bei niedrigen Temperaturen hängt eng mit der Größe seiner eigenen Leitfähigkeit zusammen. Die Übertragung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt schnell und bei niedrigen Temperaturen kann mehr Kapazität bereitgestellt werden. Je mehr Lithiumsalze im Elektrolyten sind, desto mehr Migrationen gibt es und desto höher ist die Leitfähigkeit.

Hohe elektrische Leitfähigkeit: Je schneller die Ionenleitfähigkeit, desto geringer die Polarisation, desto besser die Leistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen. Daher ist eine höhere Leitfähigkeit eine notwendige Voraussetzung für die Erzielung einer guten Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen. Die elektrische Leitfähigkeit des Elektrolyten hängt von der Zusammensetzung des Elektrolyten ab, und die Viskosität des Lösungsmittels soll den Weg der elektrischen Leitfähigkeit des Elektrolyten verbessern.

Die gute Fließfähigkeit des Lösungsmittels bei niedriger Temperatur ist die Garantie für den Ionentransport. Die durch den Elektrolyten im Niedertemperaturelektrolyten gebildete feste Elektrolytmembran ist auch ein Schlüssel zur Lithiumionenleitung. Der RSEI ist die Hauptimpedanz der Lithiumionenbatterie in einer Niedertemperaturumgebung. ● Expertenmeinung 2: Die eingeschränkte Leistung von Lithium-Ionen-Akkus bei niedrigen Temperaturen ist ein starker Anstieg der LI+-Diffusionsimpedanz bei niedrigen Temperaturen, nicht jedoch beim SEI-Film. Niedrigtemperatureigenschaften des positiven Elektrodenmaterials der Lithium-Ionen-Batterie ● 1. Die Niedrigtemperatureigenschaften der Schichtstruktur des positiven Elektrodenmaterials mit Schichtstruktur verfügen sowohl über einen eindimensionalen Lithiumionendiffusionskanal als auch über die strukturelle Stabilität des dreidimensionalen Kanals, was die früheste kommerzielle Verwendung darstellt.

Positives Material einer Lithium-Ionen-Batterie. Zu den repräsentativen Substanzen gehören LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 und Li (Ni, Co, Mn) O2 usw. Xie Xiaohua usw.

Verwenden Sie LiCoo2/MCMB als Forschungsobjekte und testen Sie seine Ladeeigenschaften bei niedrigen Temperaturen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit sinkender Temperatur die Entladeplattform von 3,762 V (0 °C) auf 3 sinkt.

207 V (-30 °C); seine Gesamtbatteriekapazität wird ebenfalls von 78,98 mA·h (0 °C) auf 68,55 mA·h (-30 °C) reduziert.

● 2. Die niedrigen Temperaturen des positiven Materials mit Spinellstruktur sind positive LiMn2O4-Materialien. Da kein Co-Element vorhanden ist, sind die Kosten niedrig und die Vorteile ungiftig. Allerdings führen der Valenzgang von Mn und der JaHN-Teller-Effekt von Mn3+ zu Problemen wie struktureller Instabilität und reversiblen Unterschieden. Peng Zhengshun weist darauf hin, dass die elektrochemische Leistung des positiven Elektrodenmaterials LiMn2O4 hoch ist. Als Beispiel wird der RCT verwendet: Der RCT von LIMN2O4, das durch eine Hochtemperatur-Festphasensynthese hergestellt wird, ist deutlich höher als bei der Sol-Gel-Methode. Dieses Phänomen hängt mit dem Diffusionskoeffizienten der Lithiumionenimplantation zusammen.

Der Grund hierfür liegt hauptsächlich in den unterschiedlichen Synthesemethoden hinsichtlich der Kristallinität und Morphologie des Produkts. ● 3. Die Niedertemperatureigenschaften des positiven Elektrodenmaterials des Phosphatsystems LIFEPO4 sind aufgrund der hervorragenden Volumenstabilität und Sicherheit der Hauptbestandteil des positiven Materials der aktuellen Leistungsbatterie und des ternären Materials. Die niedrige Temperaturbeständigkeit des Eisenphosphats liegt hauptsächlich daran, dass das Material selbst ein Isolator ist, die Elektronenleitfähigkeit gering ist und die Lithiumionendiffusion schlecht ist, sodass der Innenwiderstand der Batterie zunimmt, die Polarisation hoch ist und das Laden und Entladen der Batterie blockiert wird, sodass die Leistung bei niedrigen Temperaturen nicht optimal ist.

Valley Yidi usw., beim Studium des Lade- und Entladeverhaltens von LifePO4 bei niedrigen Temperaturen beträgt die Kulen-Effizienz 64 % bei 96 % und -20 °C bei 55 °C bis 0 °C und die Entladespannung beträgt ab 55 °C 3,11 V.

2,62 V Lieferspannung bis -20 °C. XING et al. entdeckten, dass sich nach der Zugabe von leitfähigen Nanokohlenstoffmitteln die elektrochemischen Eigenschaften von LiFePO4 verschlechtern und die Leistung bei niedrigen Temperaturen verbessert; die Entladespannung von LiFePO4 nach Modifikation 3.

40 V fielen bei -25 °C auf 3,09 V, der Rückgang betrug nur 9,12 %; und die Batterieeffizienz lag bei 57.

3 %, höher als 53,4 % des nicht-nanokohlenstoffhaltigen elektrischen Mittels bei -25 °C. In letzter Zeit hat LIMNPO4 großes Interesse geweckt.

Die Studie ergab, dass LIMNPO4 ein hohes Potenzial (4,1 V), keine Umweltverschmutzung, einen niedrigen Preis, eine große spezifische Kapazität (170 mAh/g) usw. aufweist. Aufgrund der geringeren Ionenleitfähigkeit von LIMNPO4 als LiFePO4 wird es jedoch häufig als Ersatz für Mn verwendet, um ein LiMn0 zu bilden.

8Fe0,2PO4-Feststofflösung bei der tatsächlichen Verwendung des FE-Anteils. Die Niedertemperatureigenschaften des Materials der negativen Elektrode einer Lithium-Ionen-Batterie sind im Vergleich zum Material der positiven Elektrode schwerwiegender und die Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie bei niedrigen Temperaturen ist schwerwiegender. Dies hat hauptsächlich drei Gründe: ● Bei niedrigen Temperaturen verstärken sich Laden und Entladen, die Batteriepolarisation ist stark, metallisches Lithium lagert sich in großen Mengen auf der negativen Oberfläche ab und das Reaktionsprodukt aus metallischem Lithium und dem Elektrolyt weist im Allgemeinen keine elektrische Leitfähigkeit auf. ● Die niedrige Temperatur beeinflusst die Ladung.

Die Untersuchung von Elektrolytlösungen bei niedrigen Temperaturen untersucht die Wirkung der Li+-Übertragung in einer Lithium-Ionen-Batterie. Ihre Ionenleitfähigkeit und die SEI-Filmbildungsleistung haben erhebliche Auswirkungen auf die Leistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen. Es wird festgestellt, dass die Niedertemperatur-Elektrolytlösung sehr speziell ist. Es gibt drei Hauptindikatoren: Ionenleitfähigkeit, elektrochemische Fenster und Elektrodenreaktivität. Die Höhe dieser drei Indikatoren hängt weitgehend von den Zusammensetzungsmaterialien ab: Lösungsmittel, Elektrolyt (Lithiumsalz), Zusatzstoff.

Daher ist die Untersuchung der Niedertemperaturleistung jedes Teils des Elektrolyten von großer Bedeutung für das Verständnis und die Verbesserung der Niedertemperaturleistung der Batterie. ● Im Vergleich zu Kettenkarbonaten weist der EC-basierte Elektrolyt niedrige Temperatureigenschaften auf. Die zyklische Karbonatstruktur ist eng, stark und weist einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe Viskosität auf. Aufgrund der großen Polarität der ringförmigen Struktur weist diese jedoch häufig eine große Dielektrizitätskonstante auf.

EC-Lösungsmittel haben eine große Dielektrizitätskonstante, eine hohe Ionenleitfähigkeit und eine perfekte Filmbildungsleistung. Sie verhindern wirksam, dass Lösungsmittelmoleküle mit eingebracht werden, und sind daher unverzichtbar. Daher sind die meisten Elektrolytlösungssysteme mit niedriger Temperatur groß und werden dann mit Lösungsmitteln mit niedrigem Schmelzpunkt und kleinen Molekülen gemischt. ● Lithiumsalz ist ein wichtiger Bestandteil des Elektrolyten. Das Lithiumsalz kann nicht nur die Ionenleitfähigkeit der Lösung verbessern, sondern auch die Diffusionsdistanz von Li+ in der Lösung verringern.

Im Allgemeinen gilt: Je höher die Li+-Konzentration in der Lösung, desto höher die Ionenleitfähigkeit. Allerdings ist die Konzentration der Lithiumionenkonzentration im Elektrolyten nicht linear korreliert, sondern stellt eine parabolische Linie dar. Dies liegt daran, dass die Lithiumionenkonzentration im Lösungsmittel von der Dissoziation des Lithiumsalzes im Lösungsmittel und der Stärke der Assoziation abhängt.

Die Untersuchung von Niedertemperaturelektrolyten zeigt, dass sich die Batterie nicht nur aus sich selbst zusammensetzt, sondern dass auch die Prozessfaktoren im tatsächlichen Betrieb einen erheblichen Einfluss auf die Leistung der Batterie haben. ● (1) Herstellungsverfahren YAQUB et al., der Einfluss der Elektrodenbelastung und der Beschichtungsdicke auf LINI0.6CO 0.

Die Tieftemperaturleistung von 2 mn0,2O2/Graphitbatterien zeigte, dass die Tieftemperaturleistung umso besser ist, je kleiner die Elektrodenlast ist und je dünner die Beschichtungsschicht ist. ● (2) Lade- und Entladestatus Petzl et al. haben die Auswirkungen des Lade- und Entladestatus bei niedrigen Temperaturen auf die Lebensdauer von Batterien untersucht. Sie haben festgestellt, dass eine zu hohe Entladetiefe zu einem größeren Kapazitätsverlust führen und die Lebensdauer verkürzen kann.

(3) Die Oberfläche, die Öffnung, die Elektrodendichte, die Benetzbarkeit der Elektrode und der Elektrolytlösung usw. beeinflussen die Niedertemperaturleistung der Lithium-Ionen-Batterie. Darüber hinaus kann der Einfluss von Material- und Prozessfehlern auf die Leistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen nicht ignoriert werden. Um die Leistung der Lithium-Ionen-Batterie bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen, ist es daher notwendig, Folgendes zu tun: ● (1) Bilden eines dünnen und dichten SEI-Films; ● (2) Sicherstellen, dass Li + in der aktiven Substanz einen großen Diffusionskoeffizienten hat; ● (3) Der Elektrolyt hat bei niedrigen Temperaturen eine hohe Ionenleitfähigkeit.

Darüber hinaus kann die Studie auch einen anderen Ansatz verfolgen und den Blick auf eine andere Art von Lithium-Ionen-Batterie richten – die Vollfeststoff-Lithium-Ionen-Batterie. Im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien wird erwartet, dass alle Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere die Vollfestkörper-Dünnschicht-Lithium-Ionen-Batterien, das Problem der Kapazitätsabschwächung und der Zyklensicherheit, die bei niedrigen Batterietemperaturen auftreten, vollständig lösen. Wie behandelt man Lithiumbatterien im Winter? 1.

Verwenden Sie die Lithiumbatterie nicht in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen, da die Wirkung der Lithiumbatterie beeinträchtigt wird. Je niedriger die Temperatur der Lithiumbatterie, desto geringer ist ihre Aktivität, was direkt zu einer erheblichen Verringerung der Lade- und Entladeeffizienz führt. Im Allgemeinen liegt die Betriebstemperatur von Lithiumbatterien zwischen -20 und 60 Grad. Wenn die Temperatur unter 0 °C liegt, achten Sie darauf, nicht im Freien aufzuladen. Sie können den Akku aufladen, indem Sie ihn in den Raum mitnehmen (Achtung, von brennbaren Stoffen fernhalten!!!). Wenn die Temperatur unter -20 °C liegt, wechselt der Akku automatisch in den Ruhezustand und kann nicht normal verwendet werden. Daher ist der Benutzer im Norden besonders kalt.

Es liegt keine Ladebedingung im Innenbereich vor. Um den Rest der Batterie voll auszunutzen, laden Sie sie nach dem Parken sofort mit Sonnenenergie auf, um die Ladung zu erhöhen und Lithium zu vermeiden. 2. Entwickeln Sie die Gewohnheit, im Winter mit der Batterie zurechtzukommen. Wenn der Ladezustand zu schwach ist, müssen Sie sie rechtzeitig aufladen und sich die Gewohnheit aneignen, mit der Batterie zurechtzukommen. Denken Sie daran, im Winter niemals von einer normalen Batterie auf eine neue Batterie aufzuladen.

Im Winter nimmt die Aktivität von Lithiumbatterien ab, es kann sehr leicht zu einer Überladung kommen, die die Lebensdauer der Batterie geringfügig beeinträchtigt und einen Verbrennungsunfall auslösen. Achten Sie deshalb im Winter verstärkt auf eine möglichst flache Ladeweise. Besonders hervorzuheben ist, dass Sie das Fahrzeug nicht zu lange parken und zu hohe Gebühren vermeiden sollten.

3. Denken Sie daran, das Fahrzeug nicht zu lange aufzuladen. Machen Sie es sich nicht zu bequem, lassen Sie es nicht zu lange aufladen. Wenn die Ladeumgebung im Winter weniger als 0 °C beträgt, entfernen Sie sich beim Laden nicht zu weit vom Ladeort, um Notfälle zu vermeiden und rechtzeitig zu reagieren. 4.

Verwenden Sie zum Laden eines Lithium-Akkus ein spezielles Ladegerät. Der Markt ist voll von minderwertigen Ladegeräten. Die Verwendung minderwertiger Ladegeräte kann zu Akkuschäden und sogar zu einem Brand führen. Kaufen Sie keine billigen Produkte ohne Garantie und verwenden Sie keine Ladegeräte für Blei-Säure-Batterien. Wenn Ihr Ladegerät nicht funktioniert, verwenden Sie es nicht mehr. Machen Sie kein Geld verloren. 5. Achten Sie auf die Lebensdauer der Batterie. Wechseln Sie die Lithiumbatterie rechtzeitig durch eine neue. Die Lebensdauer der Batterie hängt von verschiedenen Batterietypen und der Art und Weise des täglichen Gebrauchs ab. Die Lebensdauer der Batterie ist unterschiedlich. Wenn das Auto ausfällt oder es zu einem endlosen Kurzschluss kommt, wenden Sie sich bitte an das Wartungspersonal der Lithiumbatterie. Um die Reparatur der Lithiumbatterie zu gewährleisten, wenden Sie sich während des Kurzschlusses bitte an das Wartungspersonal der Lithiumbatterie.

6. Es gibt eine gute Stromversorgung für den Winter. Um das Fahrzeug mitten im Frühling zu verwenden, denken Sie daran, wenn Ihre Batterie nicht mehr lange hält, 50 bis 80 % der Batterie aufzuladen, sie aus dem Auto zu nehmen und regelmäßig aufzuladen. Die Ladung hält etwa einen Monat. Hinweis: Die Lagerung der Batterie erfolgt in trockener Umgebung. 7.

Legen Sie die Batterie richtig ein. Tauchen Sie die Batterie nicht in Wasser und machen Sie sie nicht feucht. Stapeln Sie sie nicht höher als 7 Stockwerke und kehren Sie die Batterierichtung nicht um (Lithium).