A lítium akkumulátor teljesítményének okai télen

著者：Iflowpower – Portable Power Station Supplier

A piacra lépésük óta a lítium-ion akkumulátorokat széles körben használják, mivel előnyük: hosszú élettartamuk, nagy fajlagos kapacitásuk, nincs memóriahatásuk. A lítium-ion akkumulátor alacsony hőmérséklete alacsony, erős csillapítás, gyenge ciklusú nagyítás, nyilvánvaló lítium-jelenség, valamint a lítium egyensúlyának feloldása. Mivel azonban az alkalmazás folyamatosan bővül, a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményének korlátozása növekszik.

A jelentések szerint a lítium-ion akkumulátor kisülési kapacitása csak körülbelül 31,5% szobahőmérsékleten -20 ° C-on. A hagyományos lítium-ion akkumulátor üzemi hőmérséklete -20 és +55 °C között van.

A repülés, a speciális, elektromos járművek stb. területén azonban megkövetelhető, hogy az akkumulátor -40 °C-on normálisan működjön. Ezért nagy jelentősége van a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű tulajdonságainak javításának.

Tényezők által korlátozott lítium-ion akkumulátorok esetén az elektrolit viszkozitása megnő, még részlegesen is megszilárdul, ami a lítium-ion akkumulátor alacsony hőmérsékletét eredményezi, ami a lítium-ion akkumulátor vezetőképességének csökkenését eredményezi. Az elektrolit és a negatív elektróda, valamint a membrán kompatibilitása alacsony hőmérsékletű környezetben romlik A lítium-ion akkumulátor negatív elektródája alacsony hőmérsékletű környezetben erősen kicsapódott, és a kivált fémlítiumot elektrolittal reagáltatták, és a termék lerakódása a szilárdtest elektrolit határfelület (SEI) vastagságának növekedését eredményezi.

 A lítium-ion akkumulátorok csökkentik a belső diffúziós rendszert a hatóanyagban alacsony hőmérsékletű környezetben, és a töltésátviteli impedancia (RCT) jelentősen megnő. Megbeszélés a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményét meghatározó tényezőről: Az elektrolit fontos hatással van a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményére, az elektrolit összetétele és materializációs tulajdonságai fontos hatással vannak az akkumulátor alacsony hőmérsékletére. Az akkumulátor alacsony hőmérsékletével a probléma a következő: az elektrolit viszkozitása nagy lesz, az ionvezetési sebesség lassú, ami a külső áramkör elektronvándorlásának sebességét eredményezi, így az akkumulátor erősen polarizálódott, és a töltési és kisütési kapacitás meredeken csökken.

Különösen alacsony hőmérsékletű töltés esetén a lítium-ionok könnyen lítium-delegrát képezhetnek a negatív elektróda felületén, ami az akkumulátor meghibásodását eredményezi. Az elektrolit alacsony hőmérsékletű teljesítménye szorosan összefügg magának az elektrolitnak a méretével, és az elektromos vezetőképesség átvitele gyors, és alacsony hőmérsékleten nagyobb kapacitás mutatható ki. Minél több lítium só van az elektrolitban, annál nagyobb a migráció száma, annál nagyobb a vezetőképesség.

Az elektromos vezetőképesség sebessége, minél nagyobb az ionvezetőképesség, minél kisebb a polarizáció, annál jobb az akkumulátor teljesítménye alacsony hőmérsékleten. Ezért a nagyobb vezetőképesség szükséges feltétele a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű jó teljesítményének Az elektrolit elektromos vezetőképessége összefügg az elektrolit összetételével, és az oldószer viszkozitása javítja az elektrolit elektromos vezetőképességének útját.

Az oldószer folyékonysága jó az oldószer alacsony hőmérsékletén az iontranszport garanciája, és az alacsony hőmérsékletű elektrolitban lévő elektrolit által alkotott szilárd elektrolit membrán szintén kulcsfontosságú a lítium-ion vezetőképesség befolyásolásában, és az RSEI a lítium-ion akkumulátor fő impedanciája alacsony hőmérsékletű környezetben 2. szakértő: A lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményének fő tényezője a LI + diffúziós impedancia éles növekedése alacsony hőmérsékleten, de a SEI film nem. A lítium-ion akkumulátor pozitív anyagok alacsony hőmérsékleti jellemzői - 1 - A réteges szerkezetű pozitív anyagok alacsony hőmérsékleti jellemzői A réteges szerkezetnek van páratlan egydimenziós lítium-ion diffúziós csatornája és háromdimenziós csatorna szerkezetű pozitív akkumulátor-stabilitása, amely az első kereskedelmi forgalomban kapható lítium-ionos anyag.

Jellemző anyagai a LiiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 és Li (Ni, Co, Mn) O2 Xie Xiaohua et al. Kutatási objektumnak tekinti a LiCoo2 / MCMB-t, tesztelte alacsony hőmérsékletű töltési jellemzőit.

 Az eredmények azt mutatják, hogy a hőmérséklet csökkenésével a kisülési platform 3,762 V-ról (0 ° C) 3,207 V-ra (-30 ° C) esik; az akkumulátor teljes kapacitása is csökken 78-ról.

98 mA · h (0 °C) - 68,55 mA · h (-30 °C) - 2 - Spinell szerkezetű pozitív anyag alacsony hőmérsékleti jellemzői Spinell szerkezetű LiMn2O4 pozitív anyag, a kiváló költségnek köszönhetően, nem mérgező előnyök a co elemnek köszönhetően A Mn vegyérték hajtómű azonban többszörösen váltható, és az Mn3 + JAHN-Teller hatása, ami olyan problémákat eredményez, mint a szerkezeti instabil és visszafordítható különbségek.

 Peng Zhengshun, jelezve, hogy a LiMn2O4 pozitív elektródaanyagok elektrokémiai teljesítménye nagy, és példaként az RCT-t használjuk: a magas hőmérsékletű szilárd fázissal szintetizált LIMN2O4 RCT-je lényegesen magasabb, mint a szolgél módszernél, és ez a jelenség lítium-ionban A diffúziós együttható is tükröződik. Ennek oka elsősorban az, hogy a különböző szintetikus eljárások nagy hatással vannak a termék kristályosságára és morfológiájára - 3 - A foszfátrendszer pozitív elektródaanyagának alacsony hőmérsékleti jellemzői A LIFEPO4 a jelenlegi akkumulátor pozitív anyagának fő elemévé vált kiváló térfogatstabilitása és biztonsága, valamint a hármas anyag miatt.

A vas-foszfát alacsony hőmérsékleti ellenállása elsősorban azért van, mert maga az anyag a szigetelő, az elektronvezetőképesség alacsony, a lítium-ion diffúzió rossz, így az akkumulátor belső ellenállása nő, a polarizáció magas, az akkumulátor töltése és kisülése blokkolva van, ezért az alacsony hőmérsékletű teljesítmény nem ideális Valley Yidi stb., amikor a LifePO4 töltési és kisütési viselkedését vizsgálják alacsony hőmérsékleten, a Kulen hatékonysága 64% 96% és -20 ° C 55 ° C és 0 ° C között, a kisülési feszültség pedig 55 ° C 3.

11V. 2,62V szállítás -20 °C-ig.

 XING és munkatársai felfedezték, hogy nanokarbon vezető szerek hozzáadása után a LiFePO4 elektrokémiai tulajdonságai csökkentek, és javult az alacsony hőmérsékletű teljesítmény; a LiFePO4 kisülési feszültsége a 3,40 V módosítás után -25 ° C-on 3,09 V-ra esett, a csökkenés csak 9 volt.

12%; az akkumulátor hatásfoka pedig 57,3%-a volt, ami magasabb, mint a nem nanokarbon elektromos ágens 53,4%-a -25 °C-on.

 Az utóbbi időben a LIMNPO4 felkeltette az emberek érdeklődését. A tanulmány megállapította, hogy a LIMNPO4 előnyei a nagy potenciál (4,1 V), a szennyezésmentesség, az alacsony ár, a nagy fajlagos kapacitás (170 mAh / g).

Mivel azonban a LIMNPO4 alacsonyabb, mint a LiFePO4 alacsonyabb ionvezetőképessége, gyakran használják a Mn tényleges helyettesítésére, hogy LiMn0,8Fe0,2PO4 szilárd oldatot képezzenek.

 A lítium-ion akkumulátor negatív elektróda anyagának alacsony hőmérsékleti jellemzői súlyosabbak a pozitív elektród anyagához képest, és a lítium-ion akkumulátor negatív elektróda anyagának alacsony hőmérsékletű romlása súlyosabb, főként a következő három ok miatt: Az akkumulátor rendkívül polarizált, amikor az alacsony hőmérsékletű nagy nagyítás feltöltődik és kisül, és a negatív felületű fémlítium lerakódik, és a fém-lítium és az elektrolit reakcióterméke általában nem rendelkezik elektromos vezetőképességgel; A termodinamikai szögből nézve az elektrolit nagy mennyiségű CO, CN izolátumot tartalmaz, és reagálhat a negatív elektród anyagával, és a kialakult SEI film érzékenyebb az alacsony hőmérsékletre; A szén-negatív elektródát nehéz lítium-lítiummal alacsony hőmérsékleten, és töltési és kisülési aszimmetria van A vizsgálati elektrolit elektrolit elektrolit elektrolit lítium-ion akkumulátorban jelentős hatással van az ionvezetőképességre és a SEI filmképző tulajdonságokra az akkumulátor alacsony hőmérsékletű teljesítményére. Úgy ítélik meg, hogy az alacsony hőmérsékletű elektrolit rendkívül detro, három fő mutatója van: ionvezetőképesség, elektrokémiai ablakok és elektródák reaktivitása.

Ennek a három mutatónak a szintje nagymértékben függ összetételének anyagától: oldószer, elektrolit (lítium-só), adalékanyag. Ezért az elektrolit egyes részeinek alacsony hőmérsékletű teljesítményének tanulmányozása nagy jelentőséggel bír az akkumulátor alacsony hőmérsékletű energiájának megértésében és javításában. Az EC-alapú elektrolit alacsony hőmérsékletű jellemzői a lánckarbonáthoz képest, a ciklikus karbonát szerkezete szoros, magas, magas olvadáspontú és viszkozitású.

A gyűrűs szerkezet által okozott nagy polaritás azonban gyakran nagy dielektromos állandóval rendelkezik. Az EC oldószer nagy dielektromos állandóval, nagy ionvezetőképességgel, tökéletes filmképző képességgel rendelkezik, hatékonyan megakadályozza az oldószermolekula együtt történő beillesztését, így nélkülözhetetlen pozíciót jelent, így többnyire az alacsony hőmérsékletű elektrolitikus oldatrendszerek nagyok, majd keverik az alacsony olvadáspontú kis molekulájú oldószert A lítium-só az elektrolitok fontos összetétele.

A lítium-só nemcsak az oldat ionvezetőképességét javíthatja az elektrolitban, hanem csökkentheti a Li + diffúziós távolságát is az oldatban. Általában minél nagyobb a Li + koncentráció az oldatban, annál nagyobb az ion vezetőképessége. A lítium-ion koncentrációja az elektrolitban azonban nem lineárisan korrelál, hanem parabolikus.

Ennek az az oka, hogy az oldószerben a lítium-ion koncentrációja a lítium-só oldószerben való oldódásától és az asszociáció erősségétől függ. Az alacsony hőmérsékletű elektrolit vizsgálata, kivéve a tényleges működésből álló akkumulátort, az akkumulátor teljesítménye is nagy hatással lehet az akkumulátor teljesítményére Előkészítési folyamat.

YaquB et al. Az elektródaterhelés és a bevonatvastagság kutatása a lini0,6co0 alacsony hőmérsékletű teljesítményére vonatkozóan.

2 mn0,2O2 / grafit akkumulátor, a kapacitás megtartási arányt tekintve minél kisebb az elektróda terhelése, minél vékonyabb a bevonatréteg, annál jobb az alacsony hőmérsékletű teljesítmény  Töltési és kisütési állapot.

Petzl és munkatársai, Az alacsony hőmérsékletű töltés és az akkumulátorciklus-élettartam hatása, azt találták, hogy ha nagy a kisülési mélység, nagy kapacitásveszteség keletkezik, és a ciklus élettartama csökken Egyéb tényezők.

Az elektróda felülete, a nyílás, az elektródsűrűség, az elektróda és az elektrolit nedvesíthetősége és hasonlók, amelyek befolyásolják a lítium-ion akkumulátor alacsony hőmérsékletű teljesítményét. Ezenkívül nem hagyható figyelmen kívül az anyagok és folyamatok hibáinak hatása az akkumulátor alacsony hőmérsékletű teljesítményére Összefoglalás A lítium-ion akkumulátor alacsony hőmérsékletű teljesítményének biztosítása érdekében a következőket kell tennie: Vékony és sűrű SEI filmet képez; Győződjön meg arról, hogy a Li + nagy diffúziós együtthatóval rendelkezik a hatóanyagban; Az elektrolit alacsony hőmérsékleten nagy ionvezető képességgel rendelkezik.

 Ezenkívül a tanulmány másfajta megközelítést is alkalmazhat egy másik típusú lítium-ion akkumulátorhoz - a teljes szilárd lítium-ion akkumulátorhoz. A hagyományos lítium-ion akkumulátorokhoz képest az összes szilárdtest lítium-ion akkumulátor, különösen a teljes szilárd vékonyrétegű lítium-ion akkumulátorok teljes mértékben megoldják az alacsony hőmérsékleten használt kapacitáscsillapítási és ciklusbiztonsági problémákat.