Mistä litiumpariston kapasiteetti johtuu?

著者：Iflowpower – Olupese Ibusọ Agbara to ṣee gbe

Raporttien mukaan litiumioniakun purkauskapasiteetti on vain noin 31,5 % huoneenlämpötilassa -20 ¡ã C. Perinteisen litiumioniakun käyttölämpötila on -20 ~ + 55 ¡ã C.

Mutta ilmailu- ja avaruusajoneuvot vaativat akun toimimaan kunnolla -40 ¡ã C:ssa. Siksi on erittäin tärkeää parantaa litiumioniakkujen alhaisen lämpötilan ominaisuuksia. Alhaisissa lämpötiloissa elektrolyytin viskositeetti kasvaa, jopa osittain jähmettyneenä, mikä johtaa litiumioniakun alhaiseen johtavuuteen.

Elektrolyytin ja negatiivisen elektrodin sekä kalvon yhteensopivuus heikkenee matalassa lämpötilassa. Litiumioniakun negatiivinen elektrodi alhaisissa lämpötiloissa saostui voimakkaasti, ja saostunut metallilitium saatettiin reagoimaan elektrolyytin kanssa, ja tuotteen kerrostuminen aiheutti kiinteän elektrolyytin rajapinnan (SEI) paksuuden. Litiumioniakut alhaisen lämpötilan ympäristössä vähentävät aktiivisen aineen sisäistä diffuusiojärjestelmää, latauksen siirtoimpedanssi (RCT) kasvaa merkittävästi.

Asiantuntijanäkökulma 1: Elektrolyyniliuos vaikuttaa litiumioniakkujen alhaisen lämpötilan suorituskykyyn, elektrolyytin koostumuksella ja materialisaatio-ominaisuuksilla on negatiivinen vaikutus akun suorituskykyyn alhaisessa lämpötilassa. Ongelma akun pinnassa on: elektrolyytin viskositeetti tulee suureksi, ionin johtavuus on hidas, mikä johtaa ulkoisen piirin elektronien siirtymisnopeuteen, joten akku on polarisoitunut voimakkaasti ja lataus- ja purkauskapasiteetti on laskenut jyrkästi. Varsinkin alhaisessa lämpötilassa ladattaessa litium-ionit voivat helposti muodostaa litiumdelegraaneja negatiivisen elektrodin pinnalle, mikä johtaa akun vaurioitumiseen.

Elektrolyytin alhaisen lämpötilan suorituskyky liittyy läheisesti elektrolyytin oman johtavuuden kokoon, sähkönjohtavuuden välitysioni on nopeaa ja alhaisissa lämpötiloissa voidaan käyttää enemmän kapasiteettia. Mitä enemmän litiumsuoloja elektrolyytissä on, sitä enemmän migraatioita on, sitä suurempi on johtavuus. Korkea sähkönjohtavuus, mitä nopeampi ionin johtavuus, mitä pienempi polarisaatio, sitä parempi akun suorituskyky alhaisessa lämpötilassa.

Siksi korkeampi johtavuus on välttämätön edellytys litiumioniakkujen hyvän alhaisen lämpötilan suorituskyvyn saavuttamiseksi. Elektrolyytin sähkönjohtavuus liittyy elektrolyytin koostumukseen, ja liuottimen viskositeetti parantaa elektrolyytin sähkönjohtavuuden reittiä. Liuottimen juoksevuus on hyvä liuottimen alhaisessa lämpötilassa on tae ionien kuljetuksesta, ja elektrolyytin muodostama kiinteä elektrolyyttikalvo matalassa lämpötilassa on myös avain vaikuttaa litiumionien johtavuuteen, ja RSEI on litiumioniakun tiukka impedanssi matalassa lämpötilassa.

Asiantuntija 2: Makutekijät, jotka rajoittavat litiumioniakkujen suorituskykyä alhaisissa lämpötiloissa, ovat alhaiset lämpötilat, uusi Li + -diffuusioimpedanssi, mutta ei SEI-kalvo. Kerrostetussa rakenteessa on sekä yksiulotteinen litiumionidiffuusiokanava, jolla on kolmiulotteinen kanavarakenteen stabiilisuus, että se on ensimmäinen kaupallinen litiumioniakun positiivinen materiaali. Sen edustavia aineita ovat LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 ja Li (Ni, Co, Mn) O2, esim.