Kapasitas baterai lithium-ion di musim dingin akan menjadi paling rendah, mengapa baterai lithium ion "takut" pada suhu rendah?

Mwandishi:Iflowpower- Leverandør av bærbar kraftstasjon

Sejak memasuki pasar, baterai lithium-ion telah memperoleh berbagai macam aplikasi dengan keunggulan umur panjang, kapasitas spesifik besar, dan tidak ada efek memori. Suhu rendah baterai lithium-ion rendah, redaman parah, kinerja pembesaran siklus buruk, fenomena lithium jelas, ketidakseimbangan lithium deinterlaxing, dll. Namun, dengan perluasan aplikasi yang berkelanjutan, keterbatasan kinerja baterai lithium-ion pada suhu rendah menjadi lebih jelas.

Menurut laporan, kapasitas pengosongan baterai lithium-ion hanya sekitar 31,5% pada suhu ruangan -20 °C. Suhu pengoperasian baterai lithium-ion tradisional antara -20 - + 55 ° C.

Namun di bidang kedirgantaraan, kendaraan listrik, dan sebagainya, baterai dapat bekerja dengan baik pada suhu -40 °C. Oleh karena itu, sangat penting untuk meningkatkan sifat suhu rendah dari baterai ion litium.

Faktor-faktor yang menghambat kinerja baterai lithium-ion pada suhu rendah ● Pada lingkungan suhu rendah, viskositas elektrolit meningkat, bahkan sebagian memadat, sehingga mengakibatkan rendahnya konduktivitas listrik baterai lithium ion. ● Kompatibilitas antara elektrolit dan elektroda negatif serta diafragma memburuk di bawah lingkungan suhu rendah. ● Elektroda negatif baterai lithium-ion di bawah lingkungan suhu rendah mengalami pengendapan parah, dan logam lithium yang diendapkan bereaksi dengan elektrolit, dan pengendapan produk mengakibatkan peningkatan ketebalan antarmuka elektrolit keadaan padat (SEI).

● Baterai ion litium dalam lingkungan suhu rendah diturunkan, dan impedansi transfer muatan (RCT) meningkat secara signifikan. Pembahasan tentang faktor kinerja suhu rendah yang memengaruhi baterai ion litium ● Perspektif pakar 1: Larutan elektrolit memiliki dampak penting terhadap kinerja suhu rendah baterai ion litium, komposisi dan sifat materialisasi elektrolit memiliki dampak penting terhadap kinerja suhu rendah baterai. Masalah pada suhu baterai rendah adalah: viskositas elektrolit akan menjadi besar, kecepatan konduksi ion lambat, mengakibatkan kecepatan migrasi elektron pada sirkuit eksternal, sehingga baterai sangat terpolarisasi, dan kapasitas pengisian dan pengosongan mengalami penurunan tajam.

Terutama saat pengisian daya pada suhu rendah, ion litium dapat dengan mudah membentuk litium delegran di permukaan elektroda negatif, yang mengakibatkan kegagalan baterai. Kinerja elektrolit pada suhu rendah berkaitan erat dengan ukuran konduktivitas elektrolit itu sendiri, transmisi ion konduktivitas listrik cepat, dan lebih banyak kapasitas dapat diberikan pada suhu rendah. Semakin banyak garam litium dalam elektrolit, semakin banyak jumlah migrasi, semakin tinggi konduktivitasnya.

Konduktivitas listrik yang tinggi, semakin cepat konduktivitas ion, semakin kecil polarisasi, semakin baik kinerja baterai pada suhu rendah. Oleh karena itu, konduktivitas yang lebih tinggi merupakan syarat yang diperlukan untuk mencapai kinerja suhu rendah yang baik dari baterai ion litium. Konduktivitas listrik elektrolit berkaitan dengan komposisi elektrolit, dan viskositas pelarut berkaitan dengan peningkatan jalur konduktivitas listrik elektrolit.

Fluiditas pelarut baik pada suhu rendah pelarut merupakan jaminan transportasi ion, dan membran elektrolit padat yang dibentuk oleh elektrolit dalam elektrolit suhu rendah juga merupakan kunci konduksi ion litium, dan RSEI merupakan impedansi utama baterai ion litium dalam lingkungan suhu rendah. ● Pendapat ahli 2: Kinerja baterai lithium-ion yang terbatas pada suhu rendah merupakan peningkatan tajam dalam impedansi difusi LI+ pada suhu rendah, tetapi tidak pada film SEI. Karakteristik suhu rendah dari bahan elektroda positif baterai ion litium ● 1, struktur lapisan karakteristik suhu rendah dari bahan elektroda positif berstruktur berlapis memiliki saluran difusi ion litium satu dimensi, dan memiliki stabilitas struktural saluran tiga dimensi, yang merupakan komersialisasi komersial paling awal.

Bahan positif baterai ion litium. Zat-zat representatifnya antara lain LiCoO2, Li(CO1-XNIX) O2 dan Li(Ni, Co, Mn) O2, dll. Xie Xiaohua, dll.

menggunakan LiCoo2 / MCMB sebagai objek penelitian, menguji karakteristik muatan suhu rendahnya. Hasilnya menunjukkan bahwa ketika suhu menurun, platform pelepasan turun dari 3,762V (0 °C) menjadi 3,562V (0 °C).

207V (-30 ° C); total kapasitas baterainya juga berkurang dari 78,98mA · jam (0 ° C) menjadi 68,55mA · jam (-30 ° C).

● 2, karakteristik suhu rendah dari bahan positif struktur spinel struktur spinel LiMn2O4 bahan positif, karena tidak ada unsur Co, ada keuntungan biaya rendah, tidak beracun. Namun, gigi valensi Mn dan efek JaHN-Teller dari Mn3 +, mengakibatkan masalah seperti perbedaan struktural yang tidak stabil dan reversibel. Peng Zhengshun, menunjukkan bahwa kinerja elektrokimia bahan elektroda positif LiMn2O4 besar, dan RCT digunakan sebagai contoh: RCT LIMN2O4 yang disintesis oleh fase padat suhu tinggi secara signifikan lebih tinggi daripada metode sol gel, dan fenomena ini ada dalam ion litium yang ditanamkan pada koefisien difusi.

Alasannya terutama karena metode sintetik yang berbeda untuk kristalinitas dan morfologi produk. ● 3, karakteristik suhu rendah dari bahan elektroda positif sistem fosfat LIFEPO4 adalah badan utama baterai daya saat ini karena bahan positif stabilitas dan keamanan volume yang sangat baik, dengan bahan terner. Resistansi suhu rendah dari besi fosfat terutama karena material itu sendiri merupakan isolator, konduktivitas elektron rendah, difusi ion litium buruk, sehingga resistansi internal baterai meningkat, polarisasi tinggi, pengisian dan pengosongan baterai terhalang, sehingga kinerja suhu rendah tidak ideal.

Valley Yidi, dll., saat mempelajari perilaku pengisian dan pengosongan LifePO4 pada suhu rendah, efisiensi Kulen adalah 64% pada 96% dan -20 ° C pada 55 ° C hingga 0 ° C, dan tegangan pengosongan dari 55 ° C 3,11V.

2,62V untuk pengiriman hingga -20 °C. XING et al, penemuan, setelah penambahan agen konduktif nanokarbon, sifat elektrokimia LiFePO4 menurun, dan kinerja suhu rendah ditingkatkan; tegangan pelepasan LiFePO4 setelah modifikasi 3.

40 V turun menjadi 3,09 V pada -25 ° C, penurunannya hanya 9,12%; dan efisiensi baterainya 57.

3%, lebih tinggi dari 53,4% agen listrik non-nanokarbon pada suhu -25 ° C. Baru-baru ini, LIMNPO4 telah menarik minat banyak orang.

Penelitian menemukan bahwa LIMNPO4 memiliki potensial tinggi (4,1V), tidak ada polusi, harga murah, kapasitas spesifik besar (170mAh / g), dll. Namun, karena konduktivitas ion LIMNPO4 lebih rendah daripada LiFePO4, ia sering digunakan untuk menggantikan Mn untuk membentuk LiMn0.

Larutan padat 8Fe0.2PO4 dalam penggunaan aktual bagian FE. Karakteristik suhu rendah dari bahan elektroda negatif baterai lithium-ion lebih serius dibandingkan dengan bahan elektroda positif, dan kerusakan suhu rendah pada baterai lithium-ion lebih parah, terutama tiga alasan: ● Pengisian dan pengosongan daya pembesaran tinggi pada suhu rendah, polarisasi baterai parah, logam permukaan negatif Lithium sebagian besar mengendap, dan produk reaksi logam lithium dan elektrolit umumnya tidak memiliki konduktivitas listrik; Dipengaruhi oleh suhu rendah;.

Studi larutan elektrolit suhu rendah meneliti pengaruh pemindahan Li+ dalam baterai ion litium, dan konduktivitas ioniknya serta kinerja pembentukan film SEI memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kinerja baterai pada suhu rendah. Ditetapkan bahwa larutan elektrolit suhu rendah sangat khusus, ada tiga indikator utama: konduktivitas ionik, jendela elektrokimia, dan reaktivitas elektroda. Tingkat ketiga indikator ini sangat bergantung pada bahan komposisinya: pelarut, elektrolit (garam litium), aditif.

Oleh karena itu, studi tentang kinerja suhu rendah pada setiap bagian elektrolit, sangat penting untuk memahami dan meningkatkan kinerja suhu rendah baterai. ● Elektrolit berbasis EC memiliki karakteristik suhu rendah dibandingkan dengan karbonat rantai, struktur karbonat sikliknya rapat, kuat, memiliki titik leleh dan viskositas tinggi. Akan tetapi, polaritas besar pada struktur annular membuatnya sering memiliki konstanta dielektrik yang besar.

Pelarut EC mempunyai konstanta dielektrik yang besar, konduktivitas ion yang tinggi, kinerja pembentukan film yang sempurna, secara efektif mencegah molekul pelarut untuk saling menyisip, sehingga merupakan posisi yang sangat diperlukan, sehingga sebagian besar sistem larutan elektrolit suhu rendah berukuran besar, dan kemudian mencampur pelarut molekul kecil dengan titik leleh rendah. ● Garam litium merupakan komposisi elektrolit yang penting. Garam litium tidak hanya dapat meningkatkan konduktivitas ionik larutan, tetapi juga mengurangi jarak difusi Li + dalam larutan.

Secara umum, semakin besar konsentrasi Li+ dalam larutan, semakin besar pula konduktivitas ionnya. Namun, konsentrasi ion litium dalam elektrolit tidak berkorelasi linear, tetapi merupakan garis parabola. Hal ini karena konsentrasi ion litium dalam pelarut bergantung pada disosiasi garam litium dalam pelarut dan kekuatan asosiasinya.

Studi tentang elektrolit suhu rendah kecuali bahwa baterai tersusun dari dirinya sendiri, dan faktor proses dalam operasi aktual juga akan memiliki dampak signifikan terhadap kinerja baterai. ● (1) Proses Persiapan YAQUB et al, dampak beban elektroda dan ketebalan lapisan pada LINI0.6CO 0.

2 mn0.2O2 / baterai grafit kinerja suhu rendah mengungkapkan bahwa semakin kecil beban elektroda semakin kecil, lapisan pelapis semakin tipis. Semakin baik kinerja suhu rendah. ● (2) Status pengisian dan pengosongan daya Petzl et al, menemukan bahwa dampak status pengisian-pengosongan daya suhu rendah pada siklus hidup baterai adalah ketika kedalaman pengosongan daya meningkat, dan dapat menyebabkan kehilangan kapasitas yang lebih besar, serta mengurangi masa pakai baterai.

(3) Luas permukaan, bukaan, kerapatan elektroda, keterbasahan elektroda dan larutan elektrolit, dan sejenisnya, yang memengaruhi kinerja suhu rendah baterai ion litium. Selain itu, dampak cacat material dan proses pada kinerja baterai pada suhu rendah tidak dapat diabaikan. Oleh karena itu, untuk memastikan kinerja suhu rendah dari baterai lithium-ion, perlu dilakukan hal berikut: ● (1) membentuk film SEI yang tipis dan padat; ● (2) menjamin bahwa Li + memiliki koefisien difusi yang besar dalam zat aktif; ● (3) ) Elektrolit memiliki konduktivitas ion yang tinggi pada suhu rendah.

Selain itu, penelitian ini juga dapat mengambil pendekatan lain, dan perhatian dialihkan ke jenis baterai litium-ion lain - baterai ion litium padat penuh. Dibandingkan dengan baterai lithium-ion konvensional, semua baterai lithium ion solid-state, terutama baterai lithium ion film tipis padat penuh, diharapkan dapat sepenuhnya mengatasi masalah pelemahan kapasitas dan masalah keamanan siklus yang digunakan pada suhu baterai rendah. Jadi bagaimana Anda merawat baterai litium di musim dingin? 1.

Jangan gunakan suhu baterai lithium di lingkungan bersuhu rendah karena efek baterai lithium. Semakin rendah suhu baterai lithium, semakin rendah aktivitas baterai lithium. Hal ini secara langsung menyebabkan penurunan yang signifikan dalam efisiensi pengisian dan pengosongan daya. Secara umum, suhu kerja baterai lithium adalah antara -20 derajat dan -60 derajat. Saat suhu kurang dari 0 °C, berhati-hatilah untuk tidak mengisi daya di luar ruangan, Anda dapat mengisi dayanya, kita dapat membawa baterai ke dalam ruangan (catatan, jauhi bahan yang mudah terbakar!!!), Saat suhu di bawah -20 °C, baterai akan secara otomatis memasuki kondisi tidur dan tidak dapat digunakan secara normal. Jadi pengguna utara terutama dingin.

Tidak ada kondisi pengisian daya di dalam ruangan. Untuk memanfaatkan sisa baterai secara maksimal, segera isi daya matahari setelah parkir, untuk meningkatkan pengisian, dan hindari lithium. 2, kembangkan kebiasaan menemani musim dingin, ketika baterai terlalu rendah, kita harus melakukan pengisian tepat waktu, kembangkan kebiasaan yang baik untuk menemani, ingat, jangan pernah mengikuti baterai normal untuk kembali ke daya baterai musim dingin.

Aktivitas baterai lithium di musim dingin menurun, sangat mudah menyebabkan pengisian daya berlebih, sedikit memengaruhi masa pakai baterai, dan memicu kecelakaan pembakaran. Oleh karena itu, berikan perhatian lebih pada pengisian daya dengan cara yang dangkal-dangkal di musim dingin. Yang perlu diperhatikan terutama, jangan memarkir kendaraan terlalu lama, hindari pengisian daya yang berlebihan.

3, jangan jauh-jauh dari ingat untuk tidak mengisi daya dalam waktu lama, jangan membuatnya nyaman, letakkan kendaraan dalam waktu lama dalam keadaan terisi daya, dan Anda bisa. Bila lingkungan pengisian daya di musim dingin kurang dari 0 °C, saat pengisian daya, jangan meninggalkannya terlalu jauh, untuk mencegah keadaan darurat, penanganan tepat waktu. 4.

Saat melakukan pengisian daya, gunakan pengisi daya khusus baterai lithium. Di pasaran banyak sekali pengisi daya yang kualitasnya jelek. Menggunakan pengisi daya yang kualitasnya jelek dapat merusak baterai dan bahkan dapat menimbulkan kebakaran. Jangan beli produk murah yang tidak bergaransi, jangan pakai pengisi baterai timbal-asam; kalau pengisi baterai anda sudah tidak bisa dipakai, hentikan pemakaiannya, jangan sampai rugi. 5, perhatikan masa pakai baterai, ganti baterai lithium baru tepat waktu, masa pakai baterai berbeda-beda, ditambah cara penggunaan sehari-hari, masa pakai baterai tidak sama, jika mobil mati atau Short tak berujung, silakan hubungi personel perawatan baterai lithium untuk menangani orang perbaikan baterai lithium selama short, silakan hubungi personel perawatan baterai lithium.

6, ada listrik yang baik untuk musim dingin, untuk menggunakan kendaraan di tengah musim semi, jika Anda tidak memiliki baterai lama, Anda akan ingat untuk mengisi 50% - 80% dari baterai, dan mengeluarkannya dari mobil, dan melakukan pengisian daya secara teratur, sekitar satu bulan Biaya. Catatan: Baterai disimpan di lingkungan yang kering. 7.

Tempatkan baterai dengan benar Jangan merendam baterai dalam air, atau membuat baterai lembab; jangan menumpuknya lebih dari 7 lantai, atau membalikkan arah baterai, litium.