Talvi litiumioniakun kapasiteetti tulee unfarest, miksi litiumioniakku "pelkää" alhainen lämpötila?

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

Markkinoille tulon jälkeen litiumioniakut ovat saaneet laajan valikoiman sovelluksia, joiden etuja ovat pitkä käyttöikä, suuri ominaiskapasiteetti, ei muistiefektiä. Litiumioniakun alhainen lämpötila on alhainen, voimakas vaimennus, huono syklin suurennussuorituskyky, ilmeinen litiumilmiö, purkaa litiumin epätasapaino jne. Sovelluksen jatkuvan laajentamisen myötä litiumioniakkujen alhaisen lämpötilan suorituskyvyn rajoitus on kuitenkin ilmeisempi.

Raporttien mukaan litiumioniakun purkauskapasiteetti on vain noin 31,5 % huoneenlämpötilassa -20 °C:ssa. Perinteisen litiumioniakun käyttölämpötila -20 - + 55 °C.

Mutta ilmailu-, sähköajoneuvojen jne. aloilla akku voi toimia kunnolla -40 °C:ssa. Siksi on erittäin tärkeää parantaa litiumioniakkujen alhaisen lämpötilan ominaisuuksia.

Tekijät rajoittavat litiumioniakun suorituskykyä alhaisessa lämpötilassa ● Alhaisissa lämpötiloissa elektrolyytin viskositeetti kasvaa, jopa osittain jähmettyneenä, mikä johtaa litiumioniakun alhaiseen sähkönjohtavuuteen. ● Elektrolyytin ja negatiivisen elektrodin sekä kalvon yhteensopivuus heikkenee alhaisessa lämpötilassa. ● Litiumioniakun negatiivinen elektrodi saostuu voimakkaasti matalissa lämpötiloissa, ja saostunut metallilitium saatetaan reagoimaan elektrolyytin kanssa, ja tuotteen kerrostumisen seurauksena SEI (solid state electrolyte interface) paksuus kasvaa.

● Litiumioniakku matalassa lämpötilassa laskee ja latauksen siirtoimpedanssi (RCT) kasvaa merkittävästi. Keskustelu litiumioniakkuihin vaikuttavista alhaisen lämpötilan suorituskykytekijöistä ● Asiantuntijan näkökulma 1: Elektrolyyniliuoksella on tärkeä vaikutus litiumioniakkujen alhaisen lämpötilan suorituskykyyn, elektrolyytin koostumuksella ja materialisaatio-ominaisuuksilla on suuri vaikutus akun suorituskykyyn alhaisissa lämpötiloissa. Akun alhaisen lämpötilan ongelma on: elektrolyytin viskositeetti tulee suureksi, ionin johtamisnopeus on hidas, mikä johtaa ulkoisen piirin elektronien siirtymisnopeuteen, joten akku on voimakkaasti polarisoitunut ja lataus- ja purkauskapasiteetti laskee 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, mikä takaa ionien kuljetuksen, ja matalan lämpötilan elektrolyytissä olevan elektrolyytin muodostama kiinteä elektrolyyttikalvo on myös avain litiumionien johtamiseen, ja RSEI on litiumioniakun pääimpedanssi matalassa lämpötilassa. ● Asiantuntijalausunto 2: Litiumioniakun rajoitettu suorituskyky alhaisessa lämpötilassa lisää jyrkkää LI + -diffuusioimpedanssia matalassa lämpötilassa, mutta ei SEI-kalvossa. Litiumioniakun positiivisen elektrodimateriaalin alhaisen lämpötilan ominaisuudet ● 1, kerrosrakenteen positiivisen elektrodimateriaalin matalan lämpötilan ominaiskerrosrakenne sisältää sekä yksiulotteisen litiumionidiffuusiokanavan että kolmiulotteisen kanavan rakenteellisen stabiilisuuden, joka on aikaisin kaupallinen julkaisu.

Litiumioniakun positiivinen materiaali. Sen edustavia aineita ovat LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 ja Li (Ni, Co, Mn) O2 jne. Xie Xiaohua jne.

käyttää LiCoo2 / MCMB:tä tutkimusobjekteina testaamalla sen alhaisen lämpötilan latausominaisuuksia. Tulokset osoittavat, että kun lämpötila laskee, purkausalusta putoaa 3,762 V:sta (0 °C) 3:een.

207 V (-30 °C); sen akun kokonaiskapasiteetti on myös pienentynyt 78,98 mA · h (0 °C) arvoon 68,55 mA · h (-30 °C).

● 2, matalan lämpötilan ominaisuus positiivisen materiaalin spinellin rakenteen spinellin rakenteen LiMn2O4 positiivinen materiaali, koska ei ole Co-elementtiä, on edullinen, myrkytön etu. Kuitenkin Mn-valenssivaihde ja Mn3+:n JaHN-Teller-ilmiö aiheuttavat ongelmia, kuten rakenteellisia epävakaita ja palautuvia eroja. Peng Zhengshun, joka osoittaa, että LiMn2O4-positiivisten elektrodimateriaalien sähkökemiallinen suorituskyky on suuri, ja RCT:tä käytetään esimerkkinä: korkean lämpötilan kiinteällä faasilla syntetisoidun LIMN2O4:n RCT on huomattavasti korkeampi kuin sooligeelimenetelmällä, ja tämä ilmiö on litiumionissa, joka on istutettu diffuusiokertoimiin.

Syynä on pääasiassa erilaiset synteettiset menetelmät tuotteen kiteisyyteen ja morfologiaan. ● 3, fosfaattijärjestelmän positiivisen elektrodimateriaalin alhaisen lämpötilan ominaisuudet LIFEPO4 on nykyisen tehon akun positiivisen materiaalin päärunko erinomaisen tilavuuden vakauden ja turvallisuuden ansiosta, kolmiosaisen materiaalin kanssa. Rautafosfaatin alhaisen lämpötilan kestävyys johtuu pääasiassa siitä, että materiaali itsessään on eriste, elektronien johtavuus on alhainen, litiumionidiffuusio on huono, joten akun sisäinen vastus kasvaa, polarisaatio on korkea, akun lataus ja purkautuminen estyvät, joten alhaisen lämpötilan suorituskyky ei ole ihanteellinen.

Valley Yidi jne., kun tutkitaan LifePO4:n lataus- ja purkauskäyttäytymistä matalissa lämpötiloissa, Kulen-hyötysuhde on 64% 96%:ssa ja -20 ° C lämpötilassa 55 ° C - 0 ° C ja purkausjännite on 55 ° C 3,11 V.

2,62 V toimitetaan -20 °C:seen. XING et al, löytö, nanohiilijohtavien aineiden lisäämisen jälkeen LiFePO4:n sähkökemialliset ominaisuudet heikkenivät ja suorituskyky alhaisessa lämpötilassa parani; LiFePO4:n purkausjännite modifioinnin jälkeen 3.

40 V laski 3,09 V:iin -25 °C:ssa, lasku oli vain 9,12 %; ja sen akun hyötysuhde oli 57.

3%, yli 53,4% ei-nanohiilisähköaineesta -25 °C:ssa. Viime aikoina LIMNPO4 on herättänyt kiinnostuneita ihmisiä.

Tutkimuksessa havaittiin, että LIMNPO4:llä on korkea potentiaali (4,1 V), ei saasteita, alhainen hinta, suuri ominaiskapasiteetti (170 mAh / g) jne. Koska LIMNPO4:n ioninjohtavuus on kuitenkin pienempi kuin LiFePO4:n, sitä käytetään usein korvaamaan Mn muodostamaan LiMn0.

8Fe0.2PO4 kiinteä liuos FE-osan varsinaisessa käytössä. Litiumioniakun negatiivisen elektrodimateriaalin matalan lämpötilan ominaisuudet ovat vakavampia verrattuna positiiviseen elektrodimateriaaliin, ja litiumioniakun alhaisen lämpötilan heikkeneminen on vakavampaa, pääasiassa kolmesta syystä: ● Matalan lämpötilan korkean suurennoksen lataus ja purkautuminen, akun polarisaatio on vakava, negatiivinen pintametalli Litium on suurelta osin kerrostunut, ja metallilitiumin reaktiotuotteessa ei yleensä ole sähkönjohtavuutta; Alhainen lämpötila vaikuttaa;.

Matalalämpöisten elektrolyyttisten liuosten tutkimuksessa tarkastellaan Li +:n siirtovaikutusta litiumioniakussa, ja sen ioninjohtavuudella ja SEI-kalvonmuodostuskyvyllä on merkittävä vaikutus akun suorituskykyyn alhaisessa lämpötilassa. On määritetty, että matalan lämpötilan elektrolyyttiliuos on hyvin erityinen, sillä on kolme pääindikaattoria: ionijohtavuus, sähkökemialliset ikkunat ja elektrodien reaktiivisuus. Näiden kolmen indikaattorin taso riippuu suurelta osin sen koostumusmateriaaleista: liuotin, elektrolyytti (litiumsuolaa), lisäaine.

Siksi elektrolyytin kunkin osan alhaisen lämpötilan suorituskyvyn tutkimuksella on suuri merkitys akun alhaisen lämpötilan suorituskyvyn ymmärtämisen ja parantamisen kannalta. ● EC-pohjainen elektrolyytin alhaisen lämpötilan ominaisuudet verrattuna ketjukarbonaattiin, syklinen karbonaattirakenne on läheinen, vahva, korkea sulamispiste ja viskositeetti. Rengasmaisen rakenteen suuri napaisuus tekee siitä kuitenkin usein suuren dielektrisyysvakion.

EC-liuottimella on suuri dielektrisyysvakio, korkea ioninjohtavuus, täydellinen kalvonmuodostuskyky, se estää tehokkaasti liuotinmolekyylin lisäämisen yhdessä, joten se on välttämätön asema, joten enimmäkseen matalan lämpötilan elektrolyyttiliuosjärjestelmät ovat suuria, ja sitten sekoitetaan Pienmolekyylisen liuottimen alhainen sulamispiste. ● Litiumsuola on tärkeä elektrolyytin koostumus. Litiumsuola ei voi vain parantaa liuoksen ioninjohtavuutta, vaan myös vähentää Li +:n diffuusioetäisyyttä liuoksessa.

Yleensä mitä suurempi Li + -pitoisuus liuoksessa on, sitä suurempi on ionin johtavuus. Litiumionipitoisuuden pitoisuus elektrolyytissä ei kuitenkaan korreloi lineaarisesti, vaan se on parabolinen viiva. Tämä johtuu siitä, että litiumionikonsentraatio liuottimessa riippuu litiumsuolan dissosiaatiosta liuottimessa ja assosioinnin vahvuudesta.

Matalan lämpötilan elektrolyytin tutkimus paitsi että akku koostuu itsestään, ja prosessitekijät varsinaisessa toiminnassa vaikuttavat myös merkittävästi akun suorituskykyyn. ● (1) Valmisteluprosessi YAQUB et al, elektrodin kuormituksen ja pinnoitteen paksuuden vaikutus LINI0.6CO 0:aan.

2 mn0,2O2 / grafiittiakun suorituskyky alhaisessa lämpötilassa paljasti, että mitä pienempi elektrodin kuorma on pienempi, sitä vähemmän pinnoitekerros on ohuempi. Mitä parempi suorituskyky matalassa lämpötilassa. ● (2) Lataus- ja purkaustila Petzl et al, alhaisen lämpötilan lataus-purkaustilan vaikutus akun käyttöikään havaitsivat, että kun purkaussyvyys voi aiheuttaa suuremman kapasiteetin menetyksen ja lyhentää verenkiertoa.

(3) Pinta-ala, aukko, elektrodin tiheys, elektrodin ja elektrolyyttisen liuoksen kostuvuus ja vastaavat, jotka vaikuttavat litiumioniakun alhaisen lämpötilan suorituskykyyn. Lisäksi materiaali- ja prosessivikojen vaikutusta akun alhaisen lämpötilan suorituskykyyn ei voida jättää huomiotta. Siksi litiumioniakun alhaisen lämpötilan suorituskyvyn varmistamiseksi on tehtävä seuraavat toimet: ● (1) muodostetaan ohut ja tiheä SEI-kalvo; ● (2) takaa, että Li +:lla on suuri diffuusiokerroin vaikuttavassa aineessa; ● (3) ) Elektrolyytillä on korkea ioninjohtavuus alhaisissa lämpötiloissa.

Lisäksi tutkimuksessa voidaan ottaa myös toinen lähestymistapa, ja katse kääntyy toisenlaiseen litiumioniakkuun - full solid litiumioniakkuun. Perinteisiin litiumioniakkuihin verrattuna kaikkien solid-state-litiumioniakkujen, erityisesti täyskiinteän ohutkalvon litiumioniakkujen, odotetaan ratkaisevan täydellisesti kapasiteetin vaimennusongelman ja akun alhaisissa lämpötiloissa käytettävien syklien turvallisuusongelmat. Joten miten käsittelet litiumakkuja talvella? 1.

Älä käytä litiumakun lämpötilaa matalan lämpötilan ympäristössä litiumakun vaikutuksen saavuttamiseksi, mitä alhaisempi litiumakun lämpötila on, sitä alhaisempi litiumakun aktiivisuus, mikä johtaa suoraan lataus- ja purkaustehokkuuden huomattavaan heikkenemiseen, mikä on yleensä litiumakkujen toiminta Lämpötila on -20 astetta -60 astetta. Kun lämpötila on alle 0 °C, varo lataamasta ulkona, voit ladata sen, voimme viedä akun huoneeseen (huom, pysy kaukana syttyvistä paikoista!!!), Kun lämpötila on alle -20 °C:ssa, akku menee automaattisesti lepotilaan eikä sitä voi käyttää normaalisti. Joten pohjoisen käyttäjä on erityisen kylmä.

Sisätiloissa ei ole lataustilaa. Hyödynnä akun loput täysimääräisesti lataamalla aurinko heti pysäköinnin jälkeen, lisätäksesi latausta ja välttääksesi litiumia. 2, kehittää mukana tavanomaisen talven, kun akku on liian alhainen, meidän on tehtävä ajoissa lataus, kehittää hyvä tapa mukana, muista, koskaan noudata normaalia akkua palata talven akun virtaa.

Talvella litiumakun toiminta laskee, aiheuttaa erittäin helposti ylilatauksen, vaikuttaa kevyesti akun käyttöikään ja laukaisee palamisonnettomuuden. Kiinnitä siksi enemmän huomiota lataukseen matalalla ja matalalla tavalla talvella. Erityisesti on huomautettava, älä pysäköi ajoneuvoa pitkäksi aikaa, vältä ylilatausta.

3, älä pysy kaukana muista olla lataamatta pitkään, älä tee siitä kätevää, laita ajoneuvo pitkäksi aikaa lataustilaan, niin voit. Kun latausympäristö talvella on alle 0 °C, latauksen aikana älä jätä liian kauas hätätilanteiden välttämiseksi, oikea-aikainen käsittely. 4.

Käytä latauksen aikana litiumakun erikoislaturimarkkinoita, jotka ovat täynnä huonolaatuisia latureita. Huonolaatuisten laturien käyttäminen voi aiheuttaa akkuvaurioita ja jopa tulipalon. Älä osta halpoja ei-takuutuotteita, älä käytä lyijyakkulaturia; Jos laturisi ei voi käyttää sitä, lopeta sen käyttö, älä menetä. 5, kiinnitä huomiota akun käyttöikään, uuden litiumakun käyttöiän oikea-aikaiseen muutokseen, erityyppisiin akkuihin sekä päivittäiseen käyttöön, akun käyttöikä ei ole sama, jos auto on sammutettu tai loputon Lyhyt, ota yhteyttä litiumakun huoltohenkilöstöä käsittelemään litiumakun korjaajaa oikosulun aikana, ota yhteyttä litiumakun huoltohenkilökuntaan.

6, on hyvät sähköt talveksi, jotta voisit käyttää ajoneuvoa kevään puolivälissä, jos akku ei ole pitkäksi aikaa, muistat ladata 50% - 80% akusta ja ottaa sen pois autosta ja tehdä säännöllinen lataus, noin kuukauden lataus. Huomautus: Akkua säilytetään kuivassa ympäristössä. 7.

Aseta akku oikein Älä upota akkua veteen tai kostuta akkua. älä pinoa yli 7 kerrosta tai käännä akun suuntaa, litium.