ظرفیت باتری لیتیوم یون زمستانی بسیار ناخوشایند خواهد بود، چرا باتری لیتیوم یونی "ترس" دمای پایینی دارد؟

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Onye na-ebubata ọdụ ọkụ nwere ike ibugharị

از زمان ورود به بازار، باتری‌های لیتیوم یونی با مزایای عمر طولانی، ظرفیت ویژه بزرگ، بدون اثر حافظه، کاربردهای گسترده‌ای را به دست آورده‌اند. دمای پایین باتری لیتیوم یون کم، تضعیف شدید، عملکرد ضعیف در بزرگنمایی چرخه، پدیده لیتیوم آشکار، عدم تعادل لیتیوم درهم و غیره است. با این حال، با گسترش مداوم کاربرد، محدودیت عملکرد دمای پایین باتری‌های لیتیوم یون آشکارتر است.

طبق گزارشات، ظرفیت تخلیه باتری لیتیوم یونی در دمای اتاق در دمای -20 درجه سانتیگراد تنها حدود 31.5 درصد است. دمای کارکرد باتری لیتیوم یون سنتی بین -20 - + 55 درجه سانتیگراد.

اما در زمینه های هوافضا، وسایل نقلیه الکتریکی و غیره، باتری می تواند در دمای -40 درجه سانتی گراد به درستی کار کند. بنابراین، بهبود خواص دمای پایین باتری های لیتیوم یون از اهمیت زیادی برخوردار است.

عواملی که عملکرد دمای پایین باتری لیتیوم یونی را محدود می کند ● در محیط های با دمای پایین، ویسکوزیته الکترولیت افزایش می یابد، حتی تا حدی جامد می شود، که منجر به هدایت الکتریکی پایین باتری لیتیوم یون می شود. ● سازگاری بین الکترولیت و الکترود منفی و دیافراگم در محیط دمای پایین بدتر می شود. ● الکترود منفی باتری لیتیوم یونی در محیط‌های با دمای پایین به شدت رسوب می‌کند و لیتیوم فلزی رسوب‌شده با الکترولیت واکنش نشان می‌دهد و رسوب محصول منجر به افزایش ضخامت رابط الکترولیت حالت جامد (SEI) می‌شود.

● باتری لیتیوم یونی در محیط دمای پایین کاهش می یابد و امپدانس انتقال شارژ (RCT) به طور قابل توجهی افزایش می یابد. بحث در مورد عوامل عملکرد دمای پایین موثر بر باتری‌های لیتیوم یونی ● دیدگاه متخصص 1: محلول الکترولین تأثیر مهمی بر عملکرد دمای پایین باتری‌های لیتیوم یونی دارد، ترکیب و خواص مواد الکترولیت تأثیر مهمی بر عملکرد دمای پایین باتری دارد. مشکل در دمای پایین باتری این است: ویسکوزیته الکترولیت بزرگ می شود، سرعت رسانش یون کند است و در نتیجه سرعت مهاجرت الکترون مدار خارجی ایجاد می شود، بنابراین باتری به شدت قطبی می شود و ظرفیت شارژ و دشارژ کاهش می یابد.

به خصوص هنگام شارژ در دمای پایین، یون‌های لیتیوم می‌توانند به راحتی بر روی سطح الکترود منفی، لایه‌های لیتیومی ایجاد کنند و در نتیجه باتری از کار بیفتد. عملکرد دمای پایین الکترولیت ارتباط نزدیکی با اندازه رسانایی خود الکترولیت دارد، انتقال یون هدایت الکتریکی سریع است و ظرفیت بیشتری را می توان در دماهای پایین اعمال کرد. هرچه نمک های لیتیوم در الکترولیت بیشتر باشد، تعداد مهاجرت ها بیشتر، رسانایی بالاتری دارد.

رسانایی الکتریکی بالا، هر چه رسانایی یون سریعتر باشد، قطبش کوچکتر باشد، عملکرد باتری در دمای پایین بهتر است. بنابراین، رسانایی بالاتر شرط لازم برای دستیابی به عملکرد خوب در دمای پایین باتری‌های لیتیوم یونی است. هدایت الکتریکی الکترولیت به ترکیب الکترولیت مرتبط است و ویسکوزیته حلال برای بهبود مسیر هدایت الکتریکی الکترولیت است.

سیالیت حلال در دمای پایین حلال تضمین کننده انتقال یون است و غشای الکترولیت جامد تشکیل شده توسط الکترولیت در الکترولیت دمای پایین نیز کلیدی برای هدایت یون لیتیوم است و RSEI امپدانس اصلی باتری یون لیتیوم در محیط با دمای پایین است. ● نظر کارشناس 2: عملکرد محدود باتری لیتیوم یون در دمای پایین افزایش شدید امپدانس LI + انتشار در دمای پایین است، اما نه فیلم SEI. ویژگی های دمای پایین مواد الکترود مثبت باتری یون لیتیوم ● 1، ​​ساختار لایه مشخصه دمای پایین مواد الکترود مثبت ساختار لایه ای دارای کانال انتشار یون لیتیوم یک بعدی است و دارای ثبات ساختاری کانال سه بعدی است که اولین تجارت تجاری است.

مواد مثبت باتری لیتیوم یون. مواد معرف آن عبارتند از LiCoO2، Li (CO1-XNIX) O2 و Li (Ni، Co، Mn) O2 و غیره. Xie Xiaohua و غیره

از LiCoo2 / MCMB به عنوان اشیاء تحقیقاتی استفاده کنید و ویژگی های شارژ دمای پایین آن را آزمایش کنید. نتایج نشان می دهد که با کاهش دما، سکوی تخلیه از 3.762 ولت (0 درجه سانتی گراد) به 3 کاهش می یابد.

207 ولت (-30 درجه سانتیگراد)؛ ظرفیت کل باتری آن نیز از 78.98 میلی آمپر · ساعت (0 درجه سانتیگراد) به 68.55 میلی آمپر · ساعت (30- درجه سانتیگراد) کاهش یافته است.

● 2، ویژگی درجه حرارت پایین از مواد مثبت ساختار اسپینل ساختار اسپینل LiMn2O4 مواد مثبت، زیرا هیچ عنصر Co وجود دارد، هزینه کم، مزایای غیر سمی وجود دارد. با این حال، چرخ دنده ظرفیت منگنز و اثر JaHN-Teller Mn3 +، منجر به مشکلاتی مانند تفاوت‌های ساختاری ناپایدار و برگشت‌پذیر می‌شود. پنگ ژنگشون، نشان می دهد که عملکرد الکتروشیمیایی مواد الکترود مثبت LiMn2O4 بزرگ است و از RCT به عنوان مثال استفاده می شود: RCT LIMN2O4 سنتز شده توسط فاز جامد دمای بالا به طور قابل توجهی بالاتر از روش ژل سل است و این پدیده در یون لیتیوم کاشته شده بر روی ضرایب انتشار است.

دلیل آن عمدتاً به دلیل روش های مختلف مصنوعی برای بلورینگی و مورفولوژی محصول است. ● 3، ویژگی های دمای پایین از سیستم فسفات مواد الکترود مثبت LIFEPO4 بدنه اصلی باتری قدرت فعلی مواد مثبت به دلیل ثبات حجم عالی و ایمنی، با مواد سه تایی است. مقاومت دمای پایین فسفات آهن عمدتاً به این دلیل است که خود ماده عایق است، هدایت الکترون کم است، انتشار یون لیتیوم ضعیف است، به طوری که مقاومت داخلی باتری افزایش می یابد، قطبش زیاد است، شارژ و تخلیه باتری مسدود می شود، بنابراین عملکرد دمای پایین ایده آل نیست.

Valley Yidi و غیره، هنگام مطالعه رفتار شارژ و دشارژ LifePO4 در دماهای پایین، راندمان Kulen 64٪ در 96٪ و -20 درجه سانتیگراد در 55 درجه سانتیگراد تا 0 درجه سانتیگراد است و ولتاژ تخلیه از 55 درجه سانتیگراد 3.11 ولت است.

2.62 ولت تحویل تا -20 درجه سانتیگراد. XING و همکاران، کشف کردند، پس از افزودن عوامل رسانای نانوکربن، خواص الکتروشیمیایی LiFePO4 کاهش یافته و عملکرد دمای پایین بهبود یافته است. ولتاژ تخلیه LiFePO4 پس از اصلاح 3.

40 ولت در 25- درجه سانتیگراد به 3.09 ولت کاهش یافت، کاهش تنها 9.12٪ بود. و راندمان باتری آن 57 بود.

3 درصد بالاتر از 53.4 درصد عامل الکتریکی غیر نانو کربنی در دمای 25- درجه سانتی گراد. اخیرا، LIMNPO4 علاقه مندی مردم را به خود جلب کرده است.

این مطالعه نشان داد که LIMNPO4 دارای پتانسیل بالا (4.1 ولت)، بدون آلودگی، قیمت پایین، ظرفیت ویژه بزرگ (170 میلی آمپر ساعت بر گرم) و غیره است. با این حال، به دلیل هدایت یونی کمتر LIMNPO4 نسبت به LiFePO4، اغلب برای جایگزینی منگنز برای تشکیل LiMn0 استفاده می شود.

محلول جامد 8Fe0.2PO4 در استفاده واقعی از بخش FE. ویژگی‌های دمای پایین مواد الکترود منفی باتری لیتیوم یونی نسبت به مواد الکترود مثبت جدی‌تر است و زوال دمای پایین باتری یون لیتیوم شدیدتر است، عمدتاً به سه دلیل: ● شارژ و دشارژ بزرگ‌نمایی در دمای پایین، قطبش باتری شدید است، فلز سطح منفی لیتیوم تا حد زیادی رسوب می‌کند، و محصول واکنش لیتیوم به طور کلی دارای جریان الکتریکی الکتریکی نیست. تحت تاثیر دمای پایین؛.

مطالعه محلول‌های الکترولیتی دمای پایین، تأثیر انتقال Li + را در یک باتری لیتیوم یونی انجام می‌دهد و هدایت یونی آن و عملکرد تشکیل فیلم SEI تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد دمای پایین باتری دارد. مشخص شده است که محلول الکترولیتی دمای پایین بسیار خاص است، سه شاخص اصلی وجود دارد: هدایت یونی، پنجره های الکتروشیمیایی، و واکنش الکترود. سطح این سه شاخص تا حد زیادی به مواد ترکیبی آن بستگی دارد: حلال، الکترولیت (نمک لیتیوم)، افزودنی.

بنابراین، مطالعه عملکرد دمای پایین هر قسمت از الکترولیت، برای درک و بهبود عملکرد دمای پایین باتری از اهمیت بالایی برخوردار است. ● ویژگی های دمای پایین الکترولیت مبتنی بر EC در مقایسه با کربنات زنجیره ای، ساختار کربنات حلقوی نزدیک، قوی، دارای نقطه ذوب و ویسکوزیته بالا است. با این حال، قطبیت زیاد ساختار حلقوی باعث می شود که اغلب دارای یک ثابت دی الکتریک بزرگ باشد.

حلال EC دارای یک ثابت دی الکتریک بزرگ، رسانایی یونی بالا، عملکرد کامل تشکیل فیلم است، به طور موثری از وارد شدن همزمان مولکول حلال جلوگیری می کند، به طوری که یک موقعیت ضروری است، به طوری که اکثر سیستم های محلول الکترولیتی با دمای پایین بزرگ هستند، و سپس با نقطه ذوب پایین حلال مولکولی کوچک مخلوط می شوند. ● نمک لیتیوم یک ترکیب مهم الکترولیت است. نمک لیتیوم نه تنها می تواند هدایت یونی محلول را بهبود بخشد، بلکه فاصله انتشار Li + را در محلول کاهش می دهد.

به طور کلی، هر چه غلظت Li + در محلول بیشتر باشد، رسانایی یون بیشتر است. با این حال، غلظت غلظت یون لیتیوم در الکترولیت همبستگی خطی ندارد، اما یک خط سهموی است. این به این دلیل است که غلظت یون لیتیوم در حلال به تفکیک نمک لیتیوم در حلال و قدرت پیوند بستگی دارد.

بررسی الکترولیت با دمای پایین به جز اینکه باتری از خود تشکیل شده است و عوامل فرآیند در عملکرد واقعی نیز تاثیر بسزایی بر عملکرد باتری خواهند داشت. ● (1) فرآیند آماده سازی YAQUB و همکاران، تاثیر بار الکترود و ضخامت پوشش روی LINI0.6CO 0.

عملکرد دمای پایین باتری 2 mn0.2O2 / گرافیت نشان داد که هرچه بار الکترود کوچک‌تر باشد، لایه پوشش کمتر نازک‌تر است، عملکرد دمای پایین بهتر است. ● (2) وضعیت شارژ و دشارژ Petzl و همکاران، تاثیر وضعیت شارژ-دشارژ دمای پایین بر عمر چرخه باتری دریافتند که وقتی عمق تخلیه می تواند باعث از دست دادن ظرفیت بیشتر شود و عمر گردش خون را کاهش دهد.

(3) مساحت سطح، دیافراگم، چگالی الکترود، ترشوندگی الکترود و محلول الکترولیتی و مواردی از این دست که بر عملکرد دمای پایین باتری لیتیوم یونی تأثیر می گذارد. علاوه بر این، تاثیر عیوب مواد و فرآیندها بر عملکرد دمای پایین باتری را نمی توان نادیده گرفت. بنابراین، به منظور اطمینان از عملکرد دمای پایین باتری لیتیوم یون، لازم است موارد زیر را انجام دهید: ● (1) تشکیل یک فیلم نازک و متراکم SEI. ● (2) تضمین می کند که Li + ضریب انتشار زیادی در ماده فعال دارد. ● (3) ) الکترولیت در دماهای پایین رسانایی یونی بالایی دارد.

علاوه بر این، مطالعه می‌تواند رویکرد دیگری نیز داشته باشد و چشم به نوع دیگری از باتری لیتیوم یونی معطوف شود - باتری یون لیتیوم جامد. در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یون معمولی، انتظار می‌رود که تمام باتری‌های لیتیوم یون حالت جامد، به‌ویژه باتری‌های یون لیتیوم نازک کامل جامد، مشکل کاهش ظرفیت و مسائل ایمنی چرخه مورد استفاده در دماهای پایین باتری را به طور کامل حل کنند. بنابراین چگونه با باتری های لیتیومی در زمستان رفتار می کنید؟ 1.

از دمای باتری لیتیومی در محیط دمای پایین برای تأثیر باتری لیتیومی استفاده نکنید، هر چه دمای باتری لیتیومی کمتر باشد، فعالیت باتری لیتیومی کمتر می شود که مستقیماً منجر به کاهش قابل توجه راندمان شارژ و دشارژ می شود که به طور کلی کار باتری های لیتیومی دما بین -20 درجه -60 درجه است. هنگامی که دما کمتر از 0 درجه سانتیگراد است، مراقب باشید که در فضای باز شارژ نکنید، می توانید آن را شارژ کنید، ما می توانیم باتری را در اتاق ببریم (توجه داشته باشید، از قابل اشتعال دوری کنید!!!)، هنگامی که دما زیر 20- درجه سانتیگراد باشد، باتری به طور خودکار وارد حالت خواب می شود و نمی توان به طور معمول از آن استفاده کرد. بنابراین کاربر شمال به خصوص سرد است.

شرایط شارژ داخلی وجود ندارد. برای استفاده کامل از بقیه باتری، بلافاصله پس از پارک کردن، آفتاب را شارژ کنید تا شارژ بیشتر شود و از مصرف لیتیوم خودداری کنید. 2، توسعه زمستان معمولی همراه، زمانی که باتری بیش از حد کم است، ما باید شارژ به موقع را ایجاد کنیم، عادت خوبی به همراهی ایجاد کنیم، به یاد داشته باشید، هرگز باتری معمولی را دنبال نکنید تا به قدرت باتری زمستانی برگردید.

فعالیت باتری لیتیومی در زمستان کاهش می یابد، بسیار آسان است که باعث شارژ بیش از حد می شود، به آرامی عمر باتری را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث یک حادثه احتراق می شود. بنابراین در فصل زمستان به شارژ کم عمق و کم عمق توجه بیشتری داشته باشید. به خصوص باید به آن اشاره کرد، وسیله نقلیه را برای مدت طولانی پارک نکنید، از شارژ بیش از حد خودداری کنید.

3، از فراموش نکنید که برای مدت طولانی شارژ نکنید، آن را راحت نکنید، وسیله نقلیه را برای مدت طولانی در حالت شارژ قرار دهید و می توانید. هنگامی که دمای محیط شارژ در زمستان کمتر از 0 درجه سانتیگراد است، هنگام شارژ، برای جلوگیری از حوادث اضطراری، رسیدگی به موقع، خیلی دور را ترک نکنید. 4.

هنگام شارژ، از بازار شارژر ویژه باتری لیتیومی پر از شارژرهای ضعیف استفاده کنید، استفاده از شارژرهای ضعیف می تواند باعث آسیب باتری و حتی آتش سوزی شود. محصولات بدون گارانتی ارزان قیمت نخرید، از شارژرهای باتری سرب اسید استفاده نکنید. اگر شارژر شما نمی تواند از آن استفاده کند، استفاده از آن را متوقف کنید، از دست ندهید. 5، به عمر باتری، تغییر به موقع در عمر باتری لیتیومی جدید، انواع مختلف عمر باتری، به علاوه نحوه استفاده روزانه، عمر باتری برابر نیست، اگر ماشین خاموش یا بی پایان است، لطفا با پرسنل تعمیر و نگهداری باتری لیتیومی تماس بگیرید تا در طول کوتاه مدت با تعمیرکار باتری لیتیومی رسیدگی کنید، لطفا با پرسنل تعمیر و نگهداری باتری لیتیوم تماس بگیرید.

6، برق خوبی برای زمستان وجود دارد، برای استفاده از وسیله نقلیه در اواسط بهار، اگر باتری طولانی مدت ندارید، به یاد داشته باشید که 50٪ - 80٪ باتری را شارژ کنید و آن را از ماشین خارج کنید و شارژ منظم را انجام دهید، حدود یک ماه شارژ کنید. نکته: باتری در محیط خشک نگهداری می شود. 7.

باتری را به درستی قرار دهید باتری را در آب غوطه ور نکنید یا باتری را مرطوب نکنید. بیش از 7 طبقه روی هم قرار ندهید یا جهت باتری لیتیومی را معکوس نکنید.